(57)【要約】【課題】複数段の膜ユニットに個別に最適な薬注が行える逆浸透を用いる脱塩システムおよびその運転方法を提供する。【解決手段】本発明の脱塩システムＳは、逆浸透膜１０１ａを用いる前段ＲＯユニット１０１と、逆浸透膜１０２ａを用いる後段ＲＯユニット１０２と、前段ＲＯユニット１０１から供給される高圧の濃縮水１０１ｎのエネルギを回収するエネルギ回収装置１０８と、エネルギ回収装置１０８でエネルギが回収されて低圧となった濃縮水１０１ｎに薬注を施す薬注手段１１０Ｂとを備え、薬注が施された濃縮水１０１ｎをエネルギ回収装置１０８で回収された前段ＲＯユニット１０１から供給される高圧の濃縮水１０１ｎのエネルギを用いて後段のＲＯユニット１０２に供給する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
逆浸透膜を用いる前段ＲＯユニットと、
逆浸透膜を用いる後段ＲＯユニットと、
前記前段ＲＯユニットから供給される高圧の濃縮水のエネルギを回収するエネルギ回収装置と、
前記エネルギ回収装置で前記エネルギが回収されて低圧となった前記濃縮水に薬注を施す薬注手段とを備え、
前記薬注が施された前記濃縮水を前記エネルギ回収装置で回収された前記前段ＲＯユニットから供給される高圧の濃縮水のエネルギを用いて前記後段のＲＯユニットに供給する
ことを特徴とする逆浸透を用いる脱塩システム。
【請求項２】
請求項１に記載の逆浸透を用いる脱塩システムにおいて、
前記前段ＲＯユニットと前記後段ＲＯユニットとは、それぞれ単数または複数であり、
前記エネルギ回収装置と前記薬注手段とは、前記各ＲＯユニットとの間にそれぞれ、または少なくとも１箇所は設けられ、
それぞれの前記薬注手段で前記薬注が施された前記濃縮水を、前記低圧とした前記エネルギ回収装置で回収された上流側の前記ＲＯユニットから供給される高圧の濃縮水のエネルギを用いて下流側の前記ＲＯユニットに供給する
ことを特徴とする逆浸透を用いる脱塩システム。
【請求項３】
請求項１に記載の逆浸透を用いる脱塩システムにおいて、
前記前段のＲＯユニットは、アルカリ側で運転され、
前記後段のＲＯユニットは、酸側で運転される
ことを特徴とする逆浸透を用いる脱塩システム。
【請求項４】
請求項１に記載の逆浸透を用いる脱塩システムにおいて、
前記前段のＲＯユニットは、三酢酸セルロース素材の膜が用いられ、
前記後段のＲＯユニットは、ポリアミド素材の膜が用いられる
ことを特徴とする逆浸透を用いる脱塩システム。
【請求項５】
請求項１に記載の逆浸透を用いる脱塩システムにおいて、
前記前段のＲＯユニットの前で酸化剤を注入して、当該前段のＲＯユニットの膜表面に酸化剤を供給し、
前記前段のＲＯユニットと前記後段のＲＯユニットとの間に還元剤を注入して、前記酸化剤を中和して前記後段のＲＯユニットに前記酸化剤が供給されないようにする
ことを特徴とする逆浸透を用いる脱塩システム。
【請求項６】
請求項１に記載の逆浸透を用いる脱塩システムにおいて、
前記前段のＲＯユニットの前で次亜塩素酸ナトリウム、または、塩素系の酸化剤を注入して、当該前段のＲＯユニットの膜表面に次亜塩素酸ナトリウム、または、塩素系の酸化剤を供給し、
前記前段のＲＯユニットと前記後段のＲＯユニットとの間に還元剤を注入して、前記次亜塩素酸ナトリウム、または、前記酸化剤を中和して前記後段のＲＯユニットには前記次亜塩素酸ナトリウム、または前記酸化剤が供給されないようにする
ことを特徴とする逆浸透膜を用いる脱塩システム。
【請求項７】
請求項１に記載の逆浸透を用いる脱塩システムにおいて、
前記前段のＲＯユニットの前で電解法によって発生させる次亜塩素酸ナトリウムを注入して、当該前段のＲＯユニットの膜表面に次亜塩素酸ナトリウムを供給し、
前記前段のＲＯユニットと前記後段のＲＯユニットとの間に還元剤を注入して、前記次亜塩素酸ナトリウムを中和して前記後段のＲＯユニットに前記次亜塩素酸ナトリウムが供給されないようにする
ことを特徴とする逆浸透を用いる脱塩システム。
【請求項８】
請求項１に記載の逆浸透を用いる脱塩システムにおいて、
前記薬注手段での薬注を行わない場合、前記前段のＲＯユニットから供給される前記高圧の濃縮水を、そのまま前記エネルギ回収装置を通過させるかまたは前記エネルギ回収装置をバイパスさせて、前記後段のＲＯユニットに供給する
ことを特徴とする逆浸透を用いる脱塩システム。
【請求項９】
前段の逆浸透を用いるＲＯユニットから供給される高圧の濃縮水を、後段の逆浸透を用いるＲＯユニットに供給する前にその一部または全部をエネルギ回収装置に導き、
前記エネルギ回収装置で前記高圧の濃縮水のエネルギを回収し、
前記エネルギが回収され低圧となった前記濃縮水に薬注を施し、
前記薬注を施した前記濃縮水を前記エネルギ回収装置に導き、
前記薬注を施した濃縮水を、前記エネルギ回収装置で前記前段のＲＯユニットから供給される高圧の濃縮水により昇圧して前記後段のＲＯユニットに供給する
ことを特徴とする逆浸透を用いる脱塩システムの運転方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の逆浸透を用いる脱塩システムの運転方法において、
前記前段のＲＯユニットは、アルカリ側で運転され、
前記後段のＲＯユニットは、酸側で運転される
ことを特徴とする逆浸透を用いる脱塩システムの運転方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の逆浸透を用いる脱塩システムの運転方法において、
前記前段のＲＯユニットの前で酸化剤を注入して、当該前段のＲＯユニットの膜表面に酸化剤を供給し、
前記前段のＲＯユニットと前記後段のＲＯユニットとの間に還元剤を注入して、前記酸化剤を中和し、
前記後段のＲＯユニットに前記酸化剤が供給されないようにする
ことを特徴とする逆浸透膜を用いる脱塩システムの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、逆浸透を用いる脱塩システムおよびその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、脱塩システムの一例として、図５に示すように、前段ＲＯユニット９０１と後段ＲＯユニット９０２とを備えるものがある。なお、図５は、従来の脱塩システムの構成を示す模式図である。なお、図５中、破線のラインは高圧のラインを示し、実線のラインは低圧のラインを示す。
【０００３】
前段ＲＯユニット９０１の前には、前段ＲＯユニット９０１と後段ＲＯユニット９０２とに被処理水を送る供給ポンプ９０３が設けられている。供給ポンプ９０３と前段ＲＯユニット９０１との間には、ターボ型の圧力回収装置９０６、高圧ポンプ９０４が配置されている。ターボ型の圧力回収装置９０６は前段ＲＯユニット９０１からの透過水９０１ｔの圧力を回収し、回収した圧力を被処理水ｗ１に付与する。被処理水ｗ１は、高圧ポンプ９０４により高圧とされた被処理水ｗ３とされ、前段ＲＯユニット９０１に供給される。
【０００４】
後段ＲＯユニット９０２の濃縮水側下流には、ＥＲＤ（Energy  Recovery  Dvice）が配置されている。ＥＲＤは後段ＲＯユニット９０２からの濃縮水９０２ｎの圧力を回収し、被処理水ｗ２に高圧を付与して被処理水ｗ４とする。
被処理水ｗ４が流れるラインには、ＥＲＤで失われた若干の圧力を補うブースターポンプ９０５が設けられている。被処理水ｗ４は、ブースターポンプ１０５により圧力を補われ、被処理水ｗ３に合流し、前段ＲＯユニット９０１に供給される。
【０００５】
前段ＲＯユニット９０１により、供給される被処理水ｗ３が透過した透過水９０１ｔと濃縮水９０１ｎとが作製される。透過水９０１ｔはターボ型の圧力回収装置９０６で圧力が回収された後、回収される。
【０００６】
後段ＲＯユニット９０２により、供給される濃縮水９０１ｎが透過した透過水９０２ｔと濃縮水９０２ｎとが作製される。透過水９０２ｔは回収され、濃縮水９０２ｎはＥＲＤで圧力が回収されて、排出される。
前段ＲＯユニット９０１の上流では、前段ＲＯユニット９０１と後段ＲＯユニット９０２との洗浄のための薬注（薬液の注入）が遂行されている。
【０００７】
なお、本願に係る文献公知発明として、下記の特許文献１、２がある。
特許文献１には、高回収ＲＯ、ベッセル分割、背圧等について記載されている。
特許文献２には、ＲＯ膜の洗浄方法が記載されており、前段ＲＯ膜または後段ＲＯ膜が洗浄されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開2012-130840号公報
【特許文献２】特開2013-126635号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、前段ＲＯユニット９０１と後段ＲＯユニット９０２とではろ過環境（塩分濃度、Flux（流量）、浸透圧）が異なる。そのため、図５に示すような前段ＲＯユニット９０１の供給部１箇所での薬液注入では、前段ＲＯユニット９０１と後段ＲＯユニット９０２とにおいて両者ともに最適である条件での薬液注入は実現が困難である。そのため、膜の性能が十分に発揮できない運転となるおそれがある。
【００１０】
つまり、従来は、前段・後段ＲＯユニット９０１、９０２の膜モジュールへ被処理水ｗ３を供給する高圧ポンプ９０４の前段で薬液注入を行い、注入された薬液は全ての膜モジュール（前段ＲＯユニット９０１と後段ＲＯユニット９０２）に供給されていた。
これは、従来、高圧ポンプ９０４の後段は高圧となるために、薬液はその前で注入するしかなかったためである。
【００１１】
一方、被処理水ｗ３は、前段ＲＯユニット９０１、後段ＲＯユニット９０２の各ベッセル中の膜モジュールでろ過がされていき徐々に濃縮される。つまり、後段ＲＯユニット９０２で濃縮された濃縮水９０１ｎ２は、前段ＲＯユニット９０１で濃縮された濃縮水９０１ｎより、濃縮の度合いが高い。
【００１２】
そのため、処理対象の被処理水（被処理水ｗ３、濃縮水９０１ｎ）が異なる前段ＲＯユニット９０１の膜と後段ＲＯユニット９０２の膜とでは要求される薬液は異なっている。そのため、前段ＲＯユニット９０１と後段ＲＯユニット９０２とのどちらにも最適な薬注はない。
例えば、前段の前段ＲＯユニット９０１では、有機物に係るバイオファウリングが発生しやすく、これらを防止するような薬剤や薬注方法が必要である。例えばpHを間欠的に変化させて微生物の生育を阻害したり、殺菌剤を用いたりすることが必要である。
【００１３】
一方、後段の後段ＲＯユニット９０２では濃縮された被ろ過水の濃縮水９０１ｎによるカルシウム塩（CaCl２）などのスケールが膜面上で析出するスケーリングが発生する。そこで、スケール防止剤を注入したり、pHを酸側にしたりすることでスケーリングを防止する。
【００１４】
前段部と後段部で別々の薬品を注入するにはまず、膜エレメント９０１ａ、９０２ａがそれぞれ格納される膜ベッセル９０１ｖ、９０２ｖを特許文献１に記載の構成のように前段部と後段部に分割し、前段部と後段部の間で薬品を注入し、前段の前段ＲＯユニット９０１の前で注入された薬品の中和を行ったり、後段の後段ＲＯユニット９０２に必要となる薬品を添加したりする必要がある。
【００１５】
しかし、後段の後段ＲＯユニット９０２向けの薬注場所となる、前段部と後段部との間は通常５〜８ＭＰａと高圧であり、薬液注入を行うには、高圧の薬液注入ポンプが必要となる。また、間欠注入などで、薬液注入ポンプを稼動させないことがある場合には、高圧の前段ＲＯユニット９０１の濃縮水９０１ｎが薬注部から薬液タンクへ逆流しないように高価な高圧バルブを設置して閉止する、または、高圧対応の逆止弁を設置する必要がある。そのため、前段部と後段部との間の薬注は実用上、不可能であり、実際に行われることはなかった。
【００１６】
本発明は上記実状に鑑み創案されたものであり、複数段の膜ユニットに個別に最適な薬注が行える逆浸透を用いる脱塩システムおよびその運転方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記課題を解決するため、第１の本発明の逆浸透を用いる脱塩システムは、逆浸透膜を用いる前段ＲＯユニットと、逆浸透膜を用いる後段ＲＯユニットと、前記前段ＲＯユニットから供給される高圧の濃縮水のエネルギを回収するエネルギ回収装置と、前記エネルギ回収装置で前記エネルギが回収されて低圧となった前記濃縮水に薬注を施す薬注手段とを備え、前記薬注が施された前記濃縮水を前記エネルギ回収装置で回収された前記前段ＲＯユニットから供給される高圧の濃縮水のエネルギを用いて前記後段のＲＯユニットに供給している。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、複数段の膜ユニットに個別に最適な薬注が行える逆浸透を用いる脱塩システムおよびその運転方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態１に係る脱塩システムの構成の模式図。
【図２】本発明の実施形態２に係る脱塩システムの構成の模式図。
【図３】本発明の実施形態３に係る脱塩システムの構成の模式図。
【図４】本発明の実施形態４に係る脱塩システムの構成の模式図。
【図５】従来の脱塩システムの構成を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明は、逆浸透を用いる脱塩システムおよびその運転方法に係り、特に、逆浸透を用いる脱塩システムで薬液注入を効果的に行なうことができる構成に係る。
前記したように、薬液注入に関しては、膜モジュールの前段部と後段部とではろ過環境（塩分濃度、Flux、浸透圧）が異なる。そのため、膜モジュールの供給部１箇所での薬液注入では最適ではない条件となり、膜の性能が十分に発揮できない運転となる。
【００２１】
そこで、本発明は、膜の性能が十分に発揮できる薬液注入を行える構成を提供する。
本発明は、被処理液として、海水のみならず、下水、地下水等、海水以外の被処理液にも幅広く適用できる。例えば、海水、地下水、下水等から飲料水や工業用水を作ることに利用できる。また、純水から超純水を取り出すことにも適用できる。
上述の如く、本発明では様々な液体を被処理液に適用できるが、以下の実施形態では、本発明を海水に適用した例について説明する。
【００２２】
＜＜実施形態１＞＞
図１に、本発明の実施形態１に係る脱塩システムの構成の模式図を示す。
実施形態１の脱塩システムＳは、被処理液の海水から淡水を作るシステムである。
脱塩システムＳは、膜ユニットとして、前段ＲＯユニット１０１と後段ＲＯユニット１０２とを備えている。
【００２３】
前段ＲＯユニット１０１には、例えば２つのＲＯ（Reverse Osmosis）膜エレメント１０１ａが直列に接続されるベッセル１０１ｖが並列に配設されている。前段ＲＯユニット１０１に供給される被処理液は、ＲＯ膜エレメント１０１ａを透過し脱塩される透過水１０１ｔと塩分が濃縮される濃縮水１０１ｎとに分離される。
【００２４】
後段ＲＯユニット１０２には、例えば４つのＲＯ（Reverse Osmosis）膜エレメント１０２ａが直列に接続されるベッセル１０２ｖが並列に配設されている。後段ＲＯユニット１０２に供給される被処理液は、ＲＯ膜エレメント１０２ａを透過し脱塩される透過水１０２ｔと塩分が濃縮される濃縮水１０２ｎとに分離される。ＲＯ膜エレメント１０２ａは、例えばポリアミド膜のスパイラル膜が使用される。
【００２５】
前段ＲＯユニット１０１の前（上流）には、前段ＲＯユニット１０１と後段ＲＯユニット１０２とに被処理液ｗ０を送る供給ポンプ１０３が設けられている。供給ポンプ１０３の下流で、被処理液ｗ１と被処理液ｗ２とに分岐される。
供給ポンプ１０３と前段ＲＯユニット１０１との間には、ＥＲＴ（Energy  Recovery  Turbin）（ターボ型の圧力回収装置）１０６ａ、高圧ポンプ１０４が配置されている。ＥＲＴ１０６ａは前段ＲＯユニット１０１からの透過水１０１ｔの圧力を回収し、回収した圧力を被処理液ｗ１に付与する。なお、前段ＲＯユニット１０１からの透過水１０１ｔの圧力を回収するＥＲＴ１０６ａは必須ではなく、また圧力回収方式はターボ型に限らなくともよい。
【００２６】
被処理液ｗ１は、高圧ポンプ１０４により高圧とされた被処理液ｗ３とされ、前段ＲＯユニット１０１に供給される。高圧ポンプ１０４により付与される被処理液ｗ３の圧力は、前段ＲＯユニット１０１と後段ＲＯユニット１０２とで逆浸透できる圧力が加えられる。
後段ＲＯユニット１０２の濃縮水１０２ｎの下流には、ＥＲＤ（Energy  Recovery  Dvice）（圧力交換型の圧力回収装置）１０６ｂが配置されている。ＥＲＤ１０６ｂは後段ＲＯユニット１０２の濃縮水１０２ｎの圧力を回収し、被処理液ｗ２に回収した圧力を付与して被処理液ｗ４とする。なお、ＥＲＤ１０６ｂは、必須ではなく、また、圧力回収方式は圧力交換型に限らなくともよい。
【００２７】
被処理液ｗ４のラインには、ＥＲＤ１０６ｂで濃縮水１０２ｎから失われた若干の圧力を補うブースターポンプ１０５が設けられている。被処理液ｗ４は、ブースターポンプ１０５により圧力を補われ、被処理液ｗ３と合流し、前段ＲＯユニット１０１に供給される。
前段ＲＯユニット１０１に供給される被処理液ｗ３は、前段ＲＯユニット１０１の各ベッセル１０１ｖのＲＯ膜エレメント１０１ａを透過し脱塩された透過水１０１ｔと、塩分が濃縮された濃縮水１０１ｎとに分離される。
【００２８】
後段ＲＯユニット１０２に供給される濃縮水１０１ｎは、後段ＲＯユニット１０２の各ベッセル１０２ｖのＲＯ膜エレメント１０２ａを透過し脱塩された透過水１０２ｔと、塩分が濃縮された濃縮水１０２ｎとに分離される。
供給ポンプ１０３と高圧ポンプ１０４との間には薬注部１１０Ａが設けられる。薬注部１１０Ａからは、前段ＲＯユニット１０１の膜性能を保持するための薬注（薬液の注入）が行われる。
図１において、実線のラインは相対的に低圧の配管ｔを示し、破線のラインは相対的に高圧の配管ｋを示す。
【００２９】
前段ＲＯユニット１０１と後段ユニット１０２とを接続する高圧配管１０７ａにはエネルギ回収装置１０８が設置される。前段ＲＯユニット１０１から排出される高圧の濃縮水１０１ｎは、エネルギ回収装置１０８で一旦低圧にして低圧配管１０９ａに導入される。そして、低圧配管１０９ａに設けられる薬注部１１０Ｂから後段ＲＯユニット１０２のための薬注が行われる。ここでは図示していないが、薬注は１箇所または１種類だけに限らず、目的に応じて、複数の薬液を複数の薬注部１１０Ｂから注入してもよい。薬注部１１０Ｂからの薬注は、後段ＲＯユニット１０２の運転／性能保持に適した薬注が行われる。
【００３０】
低圧配管１０９ａに送られ薬注部１１０Ｂで薬注された前段ＲＯユニットの濃縮水１０１ｎは、循環ポンプ１１１によって低圧配管１０９ｂを介して、再度、エネルギ回収装置１０８に導入され、エネルギ回収装置１０８によって昇圧されて、後段ＲＯユニット１０２へ供給される。
ここで用いるエネルギ回収装置１０８は、圧力交換式やターボ型等のどのようなタイプでもよい。
【００３１】
以上の実施形態１の構成によれば、下記の効果を奏する。
１．薬注部１１０Ａで前段ＲＯユニット１０１のための薬注が行われ、薬注部１１０Ｂで後段ＲＯユニット１０２のための薬注が行われる。そのため、前段ＲＯユニット１０１と後段ＲＯユニット１０２とにそれぞれ最適な薬注を行うことができる。
【００３２】
２．従って、前段ＲＯユニット１０１と後段ＲＯユニット１０２との性能が良好に発揮でき、性能向上を図れる。
【００３３】
３．前段ＲＯユニット１０１と後段ＲＯユニット１０２とが適切に運転できるために長持ちし、前段・後段ＲＯユニット１０１、１０２の長寿命化が図れる。
【００３４】
４．後段ＲＯユニット１０２への薬注部１１０Ｂでの薬注は、エネルギ回収装置１０８を用いて、低圧状態にして行われるので、高圧の薬液注入ポンプが不要である。
【００３５】
５．また、間欠注入などで、薬液注入ポンプを稼動させないことがある場合にも、低圧状態であるので薬注部１１０Ｂから薬液タンクへ逆流しないような高価な高圧バルブまたは、高圧対応の逆止弁を設置する必要がない。つまり、薬液タンクへ逆流しないような安価な低圧バルブまたは安価な低圧対応の逆止弁で済む。
【００３６】
６．エネルギ回収装置１０８に圧力交換式のタイプのものを用いれば、エネルギの回収効率が高いのでランニングコストを抑えることができる。
７．従って、脱塩システムＳの全コストの上昇を抑えることができる。
【００３７】
８．以上のことから、低コストで性能が高く、信頼性が向上する長寿命の脱塩システムＳを得られる。
【００３８】
＜＜実施形態２＞＞
図２に、本発明の実施形態２に係る脱塩システムの構成の模式図を示す。
実施形態２の脱塩システム２Ｓは、実施形態１の脱塩システムＳにおいて、低圧配管１０９ａの途中に中間タンク１１２を設けたものである。
その他の構成は、実施形態１と同様であるから、同一の符号を付して示し、詳細な説明は省略する。
【００３９】
実施形態２の脱塩システム２Ｓによれば、低圧配管１０９ａの途中に中間タンク１１２を設けたので、システム立ち上げ時（初期時）に中間タンク１１２内に被処理液またはその他の液体を入れて、システム立ち上げ時の流量調整を容易にすることができる。その後、中間タンク１１２は流出量と流入量をほぼ同量にして、水位を一定に保つとよい。
【００４０】
また、システム立ち上げ後は、図２の二点鎖線に示す配管１０９ａ１に切り替え、図１と同様な運転に切り替えることもできる。
さらに、中間タンク１１２内の濃縮水１０１ｎに薬注を行う薬注部１１０Ｂ１を設け、溶けにくい薬は、中間タンク１１２内で溶かす構成としてもよい。
【００４１】
ところで、前段ＲＯユニット１０１では、薬注部１１０Ａでの薬注により、ｐＨが７より大きいアルカリ側で運転することでボロン（Ｂ：ホウ素）の除去率を高めて処理水の水質を向上する。
【００４２】
例えば、海水にはボロンが含まれており、ボロンの除去率が低い場合は、飲料水基準に抵触することがある。この場合、再度のボロンの除去が必要になる。そこで、薬注部１１０Ａでの薬注により、前段ＲＯユニット１０１をアルカリ側にすることで、ボロンをとり易くする。
【００４３】
そして、後段ＲＯユニット１０２のための薬注部１１０Ｂから酸を注入してアルカリを中和またはｐＨが７より小さい酸性側にする。これにより、スケーリングの発生リスクの高い後段ＲＯユニット１０２でのアルカリ運転によりスケールの発生を防止できる。なお、後段ＲＯユニット１０２がアルカリ運転であると、被処理液ｗ０に含まれるカルシウムがCaCl2、CaCO３等となってスケールが発生し、後段ＲＯユニット１０２の膜が閉塞する。
【００４４】
そこで、薬注部１１０Ｂからの薬注で、後段ＲＯユニット１０２を酸性にすることで、スケールの発生を防止する。
【００４５】
＜＜実施形態３＞＞
図３に、本発明の実施形態３に係る脱塩システムの構成の模式図を示す。
実施形態３の脱塩システム３Ｓは、実施形態１の脱塩システムＳにおいて、薬注のためにエネルギ回収装置１０８に向かう濃縮水１０１ｎを、濃縮水１０１ｎの一部としたものである。
その他の構成は、実施形態１と同様であるから実施形態１と同様な構成要素には同一の符号を付して示し、詳細な説明は省略する。
【００４６】
前段ＲＯ膜ユニット１０１の濃縮水１０１ｎの全量を、薬液のためにエネルギ回収装置１０８で低圧化する必要はない。
そこで、脱塩システム３Ｓでは、図３に示すように、高圧配管１０７ａを第１高圧配管１０７ａ１と第２高圧配管１０７ａ２とに分岐する。
【００４７】
そして、高圧配管１０７ａを通る濃縮水１０１ｎの一部である第２高圧配管１０７ａ２を通る濃縮水１０１ｎをエネルギ回収装置１０８に送り、低圧配管１０９ａで薬注部１１０Ｂによる薬注を行う。
濃縮水１０１ｎの一部を低圧化して、薬注することでエネルギ回収装置１０８の小型化を図ることができる。この場合、エネルギ回収装置１０８で失われた若干の圧力を補うためにブースターポンプ１１３を高圧配管１０７ｂに設けるとよい。
【００４８】
＜＜実施形態４＞＞
図４に、本発明の実施形態４に係る脱塩システムの構成の模式図を示す。
実施形態４の脱塩システム４Ｓは、実施形態１の脱塩システムＳの具体例を示したものである。
脱塩システム４Ｓは、前段ＲＯユニット１０１と後段ＲＯユニット１０２とで膜の材質を変えている。
【００４９】
前段ＲＯユニット１０１に用いられているＲＯ膜エレメント１０１ａは、三酢酸セルロース製の中空糸膜である。三酢酸セルロース製の中空糸膜は、塩素系の酸化剤に耐性がある。そのため、前段ＲＯユニット１０１の前段に設けられる薬注部１１０Ａで、次亜塩素酸ナトリウム（NaClO）や塩素系酸化剤などの塩素剤１１５が注入され、前段ＲＯユニット１０１の有機ファウリング、バイオファウリングの抑制または防止が行われる。有機ファウリングは主に高分子有機物のファウリングである。バイオファウリングは、膜への微生物の繁茂によるバイオフィルムによる目詰まりである。
【００５０】
塩素系酸化剤としては、亜塩素酸ナトリウム（NaClO2）、塩素酸（HClO3）、過塩素酸（HClO4）、二酸化塩素（ClO2）、さらし粉（Ca(ClO)2）等がある。塩素系酸化剤として、その他のものを用いてもよい。
【００５１】
一方、後段ＲＯユニット１０２に用いられているＲＯ膜エレメント１０２ａはポリアミド製のスパイラル膜であり、酸化剤によって劣化する性質をもつ。
そのため、前段の薬注部１１０Ａで注入された塩素剤１１５を中和するために，前段ＲＯユニット１０１と後段ＲＯユニット１０２の間の薬注部１１０ＢでSBS（NaHSO3：亜硫酸水素ナトリウム）、SMBS（Na2S2O5：ピロ亜硫酸ナトリウム）などの還元剤１１７を注入するようにしてもよい。
【００５２】
SBSは、下記の化学反応により次亜塩素酸ナトリウム（NaClO）を還元する。
NaHSO3+NaClO  −＞  NaCl  +  NaHSO４
SMBSは、下記の化学反応により次亜塩素酸ナトリウムを還元する。
Na2S2O5+NaClO  −＞  NaCl  +  Na2SO４+SO２
【００５３】
これにより、有機物による膜の汚れ（有機物ファウリング）や微生物による膜の汚れ(バイオファウリング)が生じやすい前段の前段ＲＯユニット１０１を、これらの汚れに対する防止効果の高い次亜塩素酸ナトリウム（NaClO）に耐性がある三酢酸セルロース製の中空糸膜を適用して塩素系薬剤を注入することで膜の汚染を防止しできる。かつ、システム全体の運転動力に大きな影響のある高圧ポンプ１０４の圧力を決める後段ＲＯユニット１０２には、膜の透過抵抗が中空糸膜よりも小さく、システム全体の運転圧力を低くできるポリアミド製のスパイラル膜を使用することが可能となる。
なお、ポリアミド製のスパイラル膜は、圧力が低くてもろ過できる、安価である等の理由から広く用いられている。
【００５４】
そのため、実施形態４の構成により、前段ＲＯユニット１０１でファウリング除去に効果がある三酢酸セルロース製の中空糸膜を用い、後段ＲＯユニット１０２でスケール除去が安価に低圧でできるポリアミド製のスパイラル膜を用いることができる。
従って、運転圧力が低く安価な汎用性がある脱塩システム４Ｓを得られる。
【００５５】
なお、前段の薬注部１１０Ａで、下記の電解法によって次亜塩素酸ナトリウム（NaClO）を発生させることで前段ＲＯユニット１０１の膜表面に酸化剤を供給する構成としてもよい。
【００５６】
塩（NaCl）を溶かした水に電気を流すと、次のように、塩素と水素と水酸化ナトリウムが得られる。  
２NaCl  ＋２H２O  −＞  Cl２＋H２＋２NaOH  
そして、下記のように、塩素と水酸化ナトリウムとを反応させると、次亜塩素酸ナトリウムが得られる。
２NaOH  ＋  Cl２  −＞  NaClO  ＋  NaCl  ＋  H２O
電解法によって次亜塩素酸ナトリウムを供給することで、簡易に次亜塩素酸ナトリウムを、前段の薬注部１１０Ａで供給することができる。
【００５７】
＜その他の実施形態＞＞
１．前記実施形態では、後段ＲＯユニット１０２への薬注を薬注部１１０Ｂで行う場合を説明したが、バイパス配管１０７ｐ（図２参照）と不図示の切換え弁とを設け、薬注を行わない場合には、切換え弁でバイパス配管１０７ｐに切り換えて、薬注部１１０Ｂをバイパスさせる構成としてもよい。なお、本構成は、前段ＲＯユニット１０１への薬注を行う薬注部１１０Ａに適用してもよい。また、説明した脱塩システムＳ、２Ｓ、３Ｓ、４Ｓに適用できる。これにより、必要な時のみ、薬注を行うので脱塩システムＳ、２Ｓ、３Ｓ、４Ｓの運転効率を上げることができる。
【００５８】
２．薬注を行わない場合、エネルギ回収装置１０８をエネルギ回収しないように調整してそのまま高圧配管１０７ｂに流す構成としてもよい。
【００５９】
３．前記実施形態では、膜ユニットが２段の場合を説明したが、３段以上の膜ユニットでも本発明は適用できる。各ＲＯユニット間に、図１または図２に示す前段ＲＯユニット１０１と後段ＲＯユニット１０２との間に設けたエネルギ回収装置１０８、薬注手段１１０、循環ポンプ等を設ける。これにより、各ＲＯユニットの運転／性能保持に適した薬注を行うことができる。
【００６０】
４．前記実施形態では、膜ユニットが２段の場合の前段ＲＯユニット１０１、後段ＲＯユニット１０２を説明したが、３段以上の膜ユニットにおいて、複数の前段側を前段として複数の後段側を後段として本発明を適用してもよい。
【００６１】
５．以上で説明した構成を適宜選択して組み合わせて構成してもよい。
【００６２】
６．以上、本発明の様々な実施形態を述べたが、その説明は典型的であることを意図したものである。そして、本発明の範囲内でより多くの形態と実施が可能であることは、勿論である。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲内で様々な修正と変更が行える。
【符号の説明】
【００６３】
１０１  前段ＲＯユニット（前段のＲＯユニット、ＲＯユニット）
１０１ａ  ＲＯ膜エレメント（逆浸透膜）
１０２  後段ＲＯユニット（後段のＲＯユニット、ＲＯユニット）
１０２ａ  ＲＯ膜エレメント（逆浸透膜）
１０８  エネルギ回収装置
１１０Ｂ  薬注手段
１０７ｐ  バイパス配管（バイパス）
Ｓ、２Ｓ、３Ｓ、４Ｓ  脱塩システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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