(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過膜ユニットを複数個（ｎ個）備えた液処理装置であって、
被処理液を流通させて液処理を行う透過膜ユニットと、洗浄用薬品液を流通させて内部を薬品洗浄する透過膜ユニットと、薬品洗浄された透過膜ユニットに対し薬品流去用の液を流通させる透過膜ユニットとを順次に切り替えるための切替手段を備えた液処理装置において、
該切替手段は、
第１の固定ディスク及び該第１の固定ディスクと重なっており、ディスク中心を回転中心として回転可能な第１の可動ディスクとからなる第１の切替器と、
第２の固定ディスク及び該第２の固定ディスクと重なっており、ディスク中心を回転中心として回転可能な第２の可動ディスクとからなる第２の切替器とを備え、
該第１の可動ディスクと第２の可動ディスクとが対面し且つ同軸状に配置されており、
各可動ディスクには、固定ディスクとの対峙面から他の面にまで達するようにｎ個の流路孔が設けられ、該固定ディスクとの対峙面における該流路孔の開口は、該可動ディスクの回転中心に対して等半径位かつ周方向のｎ等分位置に配置されており、
各固定ディスクには、可動ディスクとの対峙面に、該可動ディスクの該対峙面の開口と同一の配列にてｎ個の開口が設けられ、この固定ディスクの各開口は、該固定ディスクに設けられた流路孔を介して、固定ディスクの該対峙面以外の面の開口に連通しており、
前記透過膜ユニットは、前記第１の切替器の可動ディスクと第２の切替器の可動ディスクとの間に配置され、
各透過膜ユニットの被処理液の流入口と第１の切替器の可動ディスクの流路孔とが、１個の流入口に対しては１個の流路孔だけが連通するように接続されており、
各透過膜ユニットの膜透過液の流出口と第２の切替器の可動ディスクの流路孔とが、１個の流出口に対しては１個の流路孔だけが連通するように接続されており、
該切替手段は、さらに、各可動ディスクと各透過膜ユニットとを一体的にディスク軸心回りに（３６０／ｎ）度ずつ回転させる回転駆動装置を備えており、
前記第２の可動ディスクには、前記流路孔とは別に、第２の固定ディスクとの対峙面から他の面にまで達するようにｎ個の膜濃縮水用の流通孔が設けられ、該第２の固定ディスクとの対峙面における該膜濃縮水用流通孔の開口は、該第２の可動ディスクの回転中心に対して等半径位かつ前記流路孔の開口とは異なる半径位に、しかも該回転中心に対して周方向のｎ等分位置に配置されており、
前記第２の固定ディスクには、第２の可動ディスクとの対峙面に、該第２の可動ディスクの該対峙面のいずれかｍ個（ｍ＜ｎ）の膜濃縮水用流通孔の開口と重なるようにｍ個の膜濃縮水流通用開口が設けられ、この固定ディスクの各膜濃縮水流通用開口は、該第２の固定ディスクに設けられた膜濃縮水用流通孔を介して、第２の固定ディスクの該対峙面以外の面の開口に連通しており、
各透過膜ユニットの膜濃縮水の流出口と第２の可動ディスクの前記膜濃縮水用流通孔とが、１個の膜濃縮水流出口に対しては１個の膜濃縮水用流通孔だけが連通するように接続されていることを特徴とする液処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は膜分離装置、活性炭吸着装置、イオン交換装置などの液処理装置に関する。詳しくは、複数のユニットを備え、一部のユニットで内部のエレメントの洗浄を行っている間に他のユニットでは液処理を継続するよう構成された液処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
膜分離装置は、周知の通り、耐圧容器内に逆浸透膜、限外濾過膜、精密濾過膜などの膜エレメントを設け、耐圧容器の液流入口から膜エレメントの１次側に被処理液を導入し、濃縮液流出口から濃縮液を取り出し、透過液流出口から透過液を取り出す。
【０００３】
活性炭吸着装置やイオン交換装置は、容器内に活性炭やイオン交換樹脂を収容したものである。
【０００４】
これらの液処理装置においては、通液と共にエレメントが汚染されるので、適宜に逆洗したり、薬品洗浄を行う。
【０００５】
ところで、このような容器内にエレメントを収容してなるユニットを複数個設け、一部のユニットでエレメントを洗浄しながら他のユニットでは液処理を続行するよう構成した、液処理とエレメント洗浄との併行可能な液処理装置が考えられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のこのような液処理・エレメント洗浄併行式の液処理装置は、原水供給用配管、透過水取出配管、濃縮水取出配管等の多数の配管を各ユニットに接続すると共に、各配管に切替用バルブを設けた構成となっており、配管及びバルブ数が多く、しかもバルブ制御が複雑であるという欠点があった。
【０００７】
本発明は、簡易な流路切替機構を有した液処理・エレメント洗浄併行式の液処理装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明（請求項１）の液処理処置は、透過膜ユニットを複数個（ｎ個）備えた液処理装置であって、
被処理液を流通させて液処理を行う透過膜ユニットと、洗浄用薬品液を流通させて内部を薬品洗浄する透過膜ユニットと、薬品洗浄された透過膜ユニットに対し薬品流去用の液を流通させる透過膜ユニットとを順次に切り替えるための切替手段を備えた液処理装置において、
該切替手段は、
第１の固定ディスク及び該第１の固定ディスクと重なっており、ディスク中心を回転中心として回転可能な第１の可動ディスクとからなる第１の切替器と、
第２の固定ディスク及び該第２の固定ディスクと重なっており、ディスク中心を回転中心として回転可能な第２の可動ディスクとからなる第２の切替器とを備え、
該第１の可動ディスクと第２の可動ディスクとが対面し且つ同軸状に配置されており、
各可動ディスクには、固定ディスクとの対峙面から他の面にまで達するようにｎ個の流路孔が設けられ、該固定ディスクとの対峙面における該流路孔の開口は、該可動ディスクの回転中心に対して等半径位かつ周方向のｎ等分位置に配置されており、
各固定ディスクには、可動ディスクとの対峙面に、該可動ディスクの該対峙面の開口と同一の配列にてｎ個の開口が設けられ、この固定ディスクの各開口は、該固定ディスクに設けられた流路孔を介して、固定ディスクの該対峙面以外の面の開口に連通しており、
前記透過膜ユニットは、前記第１の切替器の可動ディスクと第２の切替器の可動ディスクとの間に配置され、
各透過膜ユニットの被処理液の流入口と第１の切替器の可動ディスクの流路孔とが、１個の流入口に対しては１個の流路孔だけが連通するように接続されており、
各透過膜ユニットの膜透過液の流出口と第２の切替器の可動ディスクの流路孔とが、１個の流出口に対しては１個の流路孔だけが連通するように接続されており、
該切替手段は、さらに、各可動ディスクと各透過膜ユニットとを一体的にディスク軸心回りに（３６０／ｎ）度ずつ回転させる回転駆動装置を備えており、
前記第２の可動ディスクには、前記流路孔とは別に、第２の固定ディスクとの対峙面から他の面にまで達するようにｎ個の膜濃縮水用の流通孔が設けられ、該第２の固定ディスクとの対峙面における該膜濃縮水用流通孔の開口は、該第２の可動ディスクの回転中心に対して等半径位かつ前記流路孔の開口とは異なる半径位に、しかも該回転中心に対して周方向のｎ等分位置に配置されており、
前記第２の固定ディスクには、第２の可動ディスクとの対峙面に、該第２の可動ディスクの該対峙面のいずれかｍ個（ｍ＜ｎ）の膜濃縮水用流通孔の開口と重なるようにｍ個の膜濃縮水流通用開口が設けられ、この固定ディスクの各膜濃縮水流通用開口は、該第２の固定ディスクに設けられた膜濃縮水用流通孔を介して、第２の固定ディスクの該対峙面以外の面の開口に連通しており、
各透過膜ユニットの膜濃縮水の流出口と第２の可動ディスクの前記膜濃縮水用流通孔とが、１個の膜濃縮水流出口に対しては１個の膜濃縮水用流通孔だけが連通するように接続されていることを特徴とするものである。
【０００９】
かかる本発明は、流路切替機構として、固定ディスクと可動ディスクとを対面配置し、可動ディスクと複数の透過膜ユニットとを一体的に回転させて流路切替を行うよう構成したものである。
【００１０】
各固定ディスクと可動ディスクとにはそれぞれ透過膜ユニット数（ｎ個）に応じた数の流路孔が周方向に等分配置されており、可動ディスク及び透過膜ユニットを（３６０／ｎ）度ずつステップ回転させることにより、各透過膜ユニットへの液流通が切り替えられる。
【００１２】
本発明装置は膜分離装置であり、第２の可動ディスク及び第２の固定ディスクに、膜濃縮水用流通孔が前記流路孔と連通しないように設けられている。この膜濃縮水用流通孔を介してユニットからの膜濃縮水が取り出される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して実施の形態について説明する。第１図乃至第４図は本発明の実施の形態に係る液処理装置としての膜分離装置の構成図であり、第１図は分解斜視図、第２図（ａ）は上部固定ディスク及び上部可動ディスクの斜視図、第２図（ｂ）は上部固定ディスクの平面図である。第３図（ａ）は下部可動ディスク及び下部固定ディスクの斜視図、第３図（ｂ）は下部固定ディスクの平面図である。第４図はこの膜分離装置を周方向に展開した構成を示す系統図である。
【００１４】
なお、この実施の形態に係る膜分離装置は、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４個のユニットを備えており、第１，４図に示す状態にあってはユニットＡで原水の膜分離処理を行い、ユニットＤでこのユニットＡからの濃縮水をさらに膜分離処理している。ユニットＢでは薬液でユニット内部を洗浄しており、ユニットＣでは洗浄水によってユニット内部を洗浄している。
【００１５】
このユニットＡ〜Ｄは、それぞれ耐圧容器３内を分離膜４によって一次側１と二次側２とに区画してなるものであり、容器３の上部及び下部側面にそれぞれ一次側に連通したポート５，６が設けられ、容器３の底部に二次側に連通したポート７が設けられている。
【００１６】
この膜分離装置は、上部に上部固定ディスク１０及び上部可動ディスク３０を重ねて配置し、下部可動ディスク５０及び下部固定ディスク９０を重ねて下部に配置し、それらの間にユニットＡ〜Ｄを配置してなる。
【００１７】
上部固定ディスク１０及び上部可動ディスク３０によって膜分離装置の上部における流路切替機構（第１の切替器）が構成され、下部可動ディスク５０及び下部固定ディスク９０によって下部の流路切替機構（第２の切替器）が構成されている。ユニットＡ〜Ｄは、それぞれ可動ディスク３０，５０に対し適宜のブラケット（図示略）によって連結されており、上部可動ディスク３０、ユニットＡ〜Ｄ及び下部可動ディスク５０は一体となってディスク３０，５０の軸心線回りに回転可能な回転部となっている。
【００１８】
上部固定ディスク１０には、周方向４等分位置にそれぞれ流路孔１１，１２，１３，１４が設けられている。これらの流路孔１１〜１４は、固定ディスク１０の側周面から求心方向に延在し次いで直角に下方に折れ曲がって固定ディスク１０の下面にまで達するように設けられている。符号２１〜２４は、それぞれ流路孔１１〜１４の固定ディスク１０の下面における開口を示している。
【００１９】
上部可動ディスク３０には、周方向４等分位置にそれぞれ流路孔３１〜３４が設けられており、各流路孔３１〜３４は可動ディスク３０の側周面から求心方向に延在し、次いで直角に上方に折れ曲がって可動ディスク３０の上面において開口している。４１〜４４は各流路孔３１〜３４のディスク上面における開口を示す。
【００２０】
前記開口２１〜２４とこれら開口４１〜４４は、それぞれディスク１０，３０の中心に対して等半径位に位置しており、従って開口４１〜４４はそれぞれ開口２１〜２４と重なりうるように配置されている。
【００２１】
下部可動ディスク５０も、周方向４等分位置にそれぞれ流路孔５１，５２，５３，５４が設けられており、これらの流路孔５１〜５４は可動ディスク５０の側周面から求心方向に延在し、次いで直角に下方に折れ曲がってディスク５０の下面において開口している。符号６１〜６４はこのディスク下面の流路孔開口を示す。
【００２２】
この下部可動ディスク５０には、各流路孔５１〜５４の近傍にそれぞれ流通孔７１〜７４が設けられている。これらの流通孔７１〜７４も、可動ディスク５０の側周面から求心方向に延在し、次いで下方に直角に折れ曲がってディスク５０の下面において開口している。８１〜８４は、これら流通孔７１〜７４のディスク下面における開口を示している。
【００２３】
下部固定ディスク９０には、周方向４等分位置に流路孔９１〜９４が設けられており、これらの流路孔９１〜９４は、固定ディスク９０の側周面から求心方向に延在し、次いで直角に上方に折れ曲がってディスク９０の上面において開口している。符号１０１〜１０４はこの流路孔のディスク上面における開口を示している。
【００２４】
下部固定ディスク９０には、流路孔９１〜９４の近傍にそれぞれ流通孔１１１，１１２が設けられている。これらの流通孔１１１，１１２は、固定ディスク９０の側周面から求心方向に延在し、次いで直角に上方に折れ曲がってディスク上面において開口している。符号１２１，１２２は、これらの流通孔のディスク上面における開口を示している。
【００２５】
可動ディスク下面の開口６１〜６４と、下部固定ディスク９０上面の開口１０１〜１０４は、ディスク５０，９０の中心に対して等半径位に位置しており、従ってこれらの開口６１〜６４と開口１０１〜１０４は互いに重なり合いうるようになっている。また、下部可動ディスク５０下面の開口８１〜８４と、下部固定ディスク９０の上面の開口１２１，１２２は、ディスク５０，９０の中心に対して等半径位に位置している。そして、開口１２１，１２２は下部固定ディスク９０の中心に対して周方向に９０°離れた位置に位置しており、開口１２１，１２２は、下部開口６１〜６４と開口１０１〜１０４とが重なった状態において、いずれか２個の開口８１〜８４に重なりうるようになっている。
【００２６】
各ユニットＡ〜Ｄの上部ポート５は、配管１３１〜１３４によって上部可動ディスク３０の流路孔３１〜３４に接続されている。また、各ユニットＡ〜Ｄの底部のポート７は、配管１４１〜１４４によって下部可動ディスク５０の流路孔５１〜５４に接続されている。ユニットＡ〜Ｄの下部側周面のポート６は、配管１５１〜１５４によって流通孔７１〜７４に接続されている。
【００２７】
上部固定ディスク１０の流路孔１１には原水供給用の配管１６１が接続され、流路孔１２には薬液排出用の配管１６２が接続され、流路孔１３には洗浄水を排出するための配管１６３が接続され、流路孔１４には二次濃縮水を取り出すための配管１６４が接続されている。
【００２８】
下部固定ディスク９０の流路孔９１には、ユニットからの透過水を取り出すための配管１７１が接続され、流路孔９２には洗浄用薬液を供給するための配管１７２が接続され、流路孔９３には洗浄水を供給するための配管１７３が接続され、流路孔９４には透過水を取り出すための配管１７４が接続されている。流通孔１１１には濃縮水取出し用の配管１９１が接続されている。流通孔１１２にはこの配管１９１からの一次濃縮水を供給するための配管１９２が接続されている。
【００２９】
透過水取出し用の配管１７１，１７４は、第４図の如く透過水タンク１８０に接続されている。この透過水タンク１８０からはユースポイントに透過水が供給されると共に、透過水の一部は水洗ポンプ１８３を介して洗浄水供給用の配管１７３に透過水を供給可能としている。
【００３０】
薬液供給用の配管１７２には、薬液タンク１８１内の薬液がポンプ１８２を介して供給される。
【００３１】
図示はしないが、上部可動ディスク３０、ユニットＡ〜Ｄ及び下部可動ディスク５０を一体とした回転部は、モータ等の駆動装置によってディスク３０，５０の軸心回りに９０°ずつ回転駆動される。
【００３２】
このように構成された膜分離装置において、原水はポンプ１６０、配管１６１を介して上部固定ディスク１０の流路孔１１に供給される。第４図に示す状態にあっては、上部固定ディスク１０の開口２１〜２４が上部可動ディスク３０の開口４１〜４４にそれぞれ対面しており、配管１６１からの原水は、流路孔１１、開口２１，４１、流路孔３１の順に流れてユニットＡのポート５から一次側１に流入し、膜分離処理を受ける。
【００３３】
ユニットＡの濃縮水は、ポート６、配管１５１、流通孔７１、開口８１，１２１、流通孔１１１、配管１９１，１９２の順に流れ、さらに流路孔１１２、開口１２２，８４、流路孔７４、配管１５４、ポート６の順に流れてユニットＤに導入され、膜分離処理される。
【００３４】
このユニットＤからの濃縮水は、ポート５、流路孔３４、開口４４，２４、及び配管１６４を介して二次濃縮水として排出される。
【００３５】
ユニットＡにおいて膜４を透過した水は、ポート７、流路孔５１、開口６１，１０１、流路孔９１、配管１７１を介して透過水タンク１８０に導入され、ユニットＤからの透過水は、配管１４４、流路孔５４、開口６４、開口１０４、流路孔９４、配管１７４を介して透過水タンク１８０に導入される。
【００３６】
このようにユニットＡ，Ｄで膜分離処理を行っている間に、ユニットＢでは薬液による洗浄が行われている。即ち、薬液タンク１８１内の薬液は、ポンプ１８２、配管１７２、流路孔９２、開口１０２，６２、流路孔５２、配管１４２の順に流れてユニットＢに流入し、さらに膜４を逆方向に流れてポート５、配管１３２、流路孔３２、開口４２，２２、流路孔１２、配管１６２の順に流れて排出される。この場合、ポート６に配管１５２、流通孔７２を介して連通した開口８３は下部固定ディスク９０によって封じられており、薬液は配管１５２には流れずもっぱら配管１６２にのみ流れて排出される。なお、洗浄薬液は酸、アルカリを同モルづつタイマ（図示略）で切り換えて使用することで自己中和させることもできる。
【００３７】
ユニットＣにおいては、透過水タンク１８０内の透過水が、水洗ポンプ１８３、配管１７３、流路孔９３、開口１０３，６３、流路孔５３、配管１４３の順に流れて導入される。洗浄排水はポート５、配管１３３、流路孔３３、開口４３，２３、流路孔１３、配管１６３の順に流れて排出される。
【００３８】
所定時間このようにユニットＡ，Ｄで膜分離処理を行うと共に、ユニットＢの薬液洗浄及びユニットＣの水洗を行った後、回転部を９０°回転させる。そうすると、今度はユニットＡが第４図の左から２番目の位置に移動し、薬液タンク１８１からの薬液によって洗浄される。ユニットＢは、一番左側に移動し、透過水によって水洗される。ユニットＣは、一番右側の位置に移動し、一次濃縮水の膜透過処理を行う。ユニットＤは右から２番目の位置に移動し、原水の膜透過処理を行う。以下同様に、所定時間毎にあるいは所定量の原水の処理を行った後に回転部を９０°回転させ、原水、薬液、洗浄水及び一次濃縮水が導入されるユニットを順次に切り替える。
【００３９】
このように構成された膜分離装置にあっては、可動ディスク３０，５０と一体とされたユニットＡ〜Ｄを９０°ずつ回転させることにより、各ユニットＡ〜Ｄに対する通水を切り替えることができ、切り替えのための複数のバルブが不要であると共に配管構成も簡素であり、装置構成が全体として簡易なもので足りる。さらに、流路切り替え作動も、回転部を９０°ずつ回転させるだけで良く、制御が極めて容易である。
【００４０】
第１〜４図の実施の形態は４個のユニットＡ〜Ｄを用いているが、このユニットの個数は３個又は５個以上であっても良いことは明らかである。
【００４１】
第５図は８個のユニットＡ〜Ｈを用いた膜分離装置の系統図であり、各ユニットＡ〜Ｈは可動ディスク３０，５０間に周方向８等分位置に配置されている。そして、上部固定ディスク１０、上部可動ディスク３０、下部可動ディスク５０、下部固定ディスク９０にはそれぞれ８個の流路孔１１〜１８、３１〜３８、５１〜５８、９１〜９８が設けられている。下部可動ディスク５０には、さらに８個の流通孔７１〜７８が設けられている。この流路孔１１〜１８に配管１６１〜１６８が接続され、流路孔９１〜９８に配管１７１〜１７８が接続されている。
【００４２】
下部固定ディスク９０には６個の流通孔１１１〜１１６が設けられ、これらの流通孔１１１〜１１６にそれぞれ濃縮水取出し又は供給用の配管１９１〜１９６が接続されている。
【００４３】
第５図の状態においては、３個のユニットＡ，Ｇ，Ｈにより原水の膜透過処理を行い、それらからの濃縮水（一次濃縮水）をユニットＥ，Ｆに送って膜透過処理を行い、これらユニットＥ，Ｆからの濃縮水（二次濃縮水）をユニットＤに送って更に膜透過処理している。ユニットＡ，Ｄ〜Ｈからの透過水は、透過水タンク１８０に集められる。
【００４４】
この第５図の実施の形態においても、所定時間または所定量の原水処理を行った後、可動ディスク３０，５０及びユニットＡ〜Ｈよりなる回転部を４５°回転させ、原水、濃縮水、薬液、洗浄水の流通を切り替える。
【００４５】
この第５図の実施の形態においても、流路切り替えのためのバルブが不要であり、また配管の配置も簡易であり、装置の全体構成が簡易である。さらに回転部を４５°ずつ回転させるだけで流路切り替えを行うことができ、流路切り替え操作がきわめて簡単である。
【００４７】
【発明の効果】
以上の通り、本発明の液処理装置は、複数のユニットを備え、一部のユニットで内部のエレメントの洗浄を行っている間に他のユニットで液処理を継続するようにした液処理装置において、装置構成を簡易なものとできると共に、流路切り替えの操作をきわめて簡単なものとすることができる。又、多数のエレメントを一括して洗浄する従来法と違い、本発明では１本づつ連続して洗浄を行うため、排水処理が簡単かつ小型化できる。さらに膜エレメントの場合、同一方向だけに流していると、エレメントの変形が生じる、膜面汚染が進み易いという問題があったが、本発明の場合、流路方向を変化させることができるため、上記問題が軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る膜分離装置の分解斜視図である。
【図２】（ａ）図は上部固定ディスク及び上部可動ディスクの斜視図、（ｂ）図は上部固定ディスクの平面図である。
【図３】（ａ）図は下部可動ディスク及び下部固定ディスクの斜視図、（ｂ）図は下部固定ディスクの平面図である。
【図４】実施の形態に係る膜分離装置の系統図である。
【図５】別の実施の形態に係る膜分離装置の系統図である。
【符号の説明】
Ａ〜Ｄ  ユニット
４  分離膜
５，６，７  ポート
１０  上部固定ディスク
３０  上部可動ディスク
５０  下部可動ディスク
９０  下部固定ディスク
１１〜１８，３１〜３８，５１〜５８，９１〜９８  流路孔
７１〜７８，１１１〜１１６  流通孔
１８０  透過水タンク
１８１  薬液タンク
【図１】
0003937472.tif 000002
【図２】
0003937472.tif 000003
【図３】
0003937472.tif 000004
【図４】
0003937472.tif 000005
【図５】
0003937472.tif 000006