(57)【要約】【課題】火力発電所ドレン水を利用して、膜分離装置への給水を加温し、純水を低コストにて安定して製造することができ、しかも蒸気ドレン水を再利用することができる純水の製造方法及び装置を提供する。【解決手段】工水が流量制御弁４を有する配管１によって混合槽６に導入され、ドレン水が配管２によって混合槽６に導入される。混合槽６には温度センサ３が設けられ、このセンサ３の検出温度が所定範囲となるように工水とドレン水とが混合される。この混合水がＲＯ装置９で膜分離処理され、純水が製造される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
火力発電所において、工水及び上水の少なくとも一方を原水として用い、該原水を膜分離装置により処理して純水を製造する純水の製造方法において、
該原水に火力発電所のスチームトラップから排出されるドレン水を混合して該膜分離装置への給水を加温することを特徴とする純水の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の純水の製造方法において、前記給水の水温が所定範囲となるように前記原水とドレン水との混合比を制御することを特徴とする純水の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の純水の製造方法において、前記原水とドレン水を混合槽に導入して混合すると共に、この混合水の水温が前記所定範囲となるように該混合槽へ原水導入量を制御することを特徴とする純水の製造方法。
【請求項４】
火力発電所において、工水及び上水の少なくとも一方よりなる原水を膜分離処理するための膜分離装置を備えた純水の製造装置において、
該原水に火力発電所のスチームトラップから排出されるドレン水を混合して該膜分離装置への給水を加温する加温手段を備えたことを特徴とする純水の製造装置。
【請求項５】
請求項３に記載の純水の製造装置において、前記給水の温度の検出手段と、該検出手段で検出された温度が所定範囲となるように前記原水の流量を制御する流量制御手段とを備えたことを特徴とする純水の製造装置。
【請求項６】
請求項５に記載の純水の製造装置において、前記原水とドレン水が導入される混合槽と、該混合槽内の混合水が導入される中継槽と、該中継槽内の混合水を給水として前記膜分離装置に供給するポンプとを備え、前記温度検出手段は該混合槽に設けられていることを特徴とする純水の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、純水の製造方法及び装置に係り、特に膜分離装置を使用した純水の製造方法及び装置に関する。詳しくは、本発明は、火力発電所でスチームトラップから排出されるドレン水を原水の一部として用いる純水の製造方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
火力発電所では、工水（工業用水）や上水からボイラ水用の純水を製造している。この工水や上水から純水を製造する工程では、ＭＦ膜やＲＯ膜などの膜により水中の汚濁物質や塩の除去が行われている（特許文献１）。
【０００３】
純水製造設備で給水として用いる工水は、特に河川水等を用いる場合、季節により温度が変動し、冬季では５℃未満となる場合もある。一般的に膜による水処理では、水の透過流束は、給水の温度に大きく依存する。水温が低い場合は、膜の透過流束が低下し、純水の製造量が低下する。そのため、スチーム等で膜分離装置への給水を加温するのが一般的である。膜分離装置の膜として有機材の膜を用いる場合は、膜材料として耐熱性により使用できる温度範囲が限られる。高温の場合は、膜素材の変性や、変形などが起こるため、膜分離装置への給水の温度が膜の耐熱温度を超えないように加温する必要がある。
【０００４】
火力発電所では、余剰蒸気やリーク蒸気の凝縮水が、スチームトラップ等で蒸気系統内から除去され、蒸気ドレン水（以下ドレン水という。）として発生する。ドレン水は、凝縮水が主な発生源であるため、汚濁物質の含有量は少なく、水温は４０〜８０℃であり、熱源や回収水としての利用が望まれる。
【０００５】
このドレン水は、常時発生しているものの、発生条件が外気温や発電プラントの運転状態に左右され、発生水量が不安定であるため、再利用しにくく、そのまま、排水されている場合がほとんどである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１９２１５２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の通り、膜分離装置を用い、工水や上水を原水として純水を製造する場合、冬季などに給水の水温が低下すると、膜透過流束が小さくなり、純水製造量が減少する。そのため、水温が低下しても、純水製造量を確保するため、スチームによる加熱など付帯設備を設置しているが、著しい低温時でも純水製造量を確実に確保できるようにするために、この加熱設備の容量を大きくする必要があった。
【０００８】
また、火力発電所では、水源および熱源として有効利用されることなく、排水として廃棄されているドレン水の再利用が望まれている。
【０００９】
本発明は、火力発電所ドレン水を利用して、膜分離装置への給水を加温し、純水を低コストにて安定して製造することができ、しかもドレン水を再利用することができる純水の製造方法及び装置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】
【００１０】
本発明の純水の製造方法は、火力発電所において、工水及び上水の少なくとも一方を原水として用い、該原水を膜分離装置により処理して純水を製造する純水の製造方法において、該原水に火力発電所のスチームトラップから排出されるドレン水を混合して該膜分離装置への給水を加温することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の純水の製造装置は、火力発電所において、工水及び上水の少なくとも一方よりなる原水を膜分離処理するための膜分離装置を備えた純水の製造装置において、
該原水に火力発電所のスチームトラップから排出されるドレン水を混合して該膜分離装置への給水を加温する加温手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明では、前記給水の水温が所定範囲となるように前記原水とドレン水との混合比を制御することが好ましい。
【００１３】
本発明の一態様では、前記原水とドレン水を混合槽に導入して混合すると共に、この混合水の水温が前記所定範囲となるように該混合槽へ原水導入量を制御する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の純水の製造方法及び装置では、火力発電所のスチームトラップから排出されるドレン水を原水と混合して原水を加温するので、ドレン水を再利用できると共に、冬季などにおいても膜分離装置の透過流束の低下が防止され、純水製造量を確保することができる。また、低温季以外においても、膜分離装置への給水の温度を高くし、透過流量を多くし、純水を効率よく製造することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態に係る純水の製造方法及び装置を示すフロー図である。
【図２】ＲＯ装置の特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【００１７】
本発明では、工水及び上水の少なくとも一方を原水として用いて純水を製造する。工水としては、河川水、湖沼水、地下水あるいはそれらを処理したものなどが例示されるが、これらに限定されない。
【００１８】
本発明では、原水と、火力発電所のスチームトラップから排出されるドレン水とを混合して所定温度範囲の混合水とする。この所定の温度範囲とは、好ましくは５〜４５℃特に好ましくは１５〜４０℃である。
【００１９】
混合水の温度が所定範囲となるようにするためには、混合水の水温を検出し、この検出水温が所定範囲となるように原水とドレン水との混合比を制御するのが好ましい。好ましくは、原水とドレン水を混合槽に導入し、この混合槽の水温を温度センサで検出し、検出される水温が所定範囲となるように混合槽への原水の導入量を制御する。このようにすれば、ドレン水の流量が変動しても多量のドレン水を混合槽に受け入れて所定温度範囲の混合水とし、純水製造に再利用することができ、工水の使用量を削減することができる。なお、ドレン水には火力発電所で発生するサンプリング排水又はブロー水を混合してもよい。
【００２０】
また、原水の温度が所定範囲の下限値（例えば５℃）以上であっても、ドレン水と混合して加温（昇温）してもよい。このようにすれば、膜分離装置への給水の温度を上記温度範囲の間でも高目とし、膜分離装置の透過流束を大きくすることができる。
【００２１】
給水を処理するための膜分離装置としては、ＲＯ（逆浸透膜）装置、ＭＦ（精密濾過）装置、ＵＦ（限外濾過）装置、ＮＦ（ナノフィルタ）装置などの少なくとも１種が好適であり、特に好ましくはＲＯ装置である。なお、ＲＯ装置と、その前段に配置されたＵＦ装置との組み合わせも好適に用いることができる。
【００２２】
なお、本発明では、上記原水を前処理してからドレン水と混合してもよく、混合水を前処理してから膜分離装置に供給してもよい。この前処理としては、凝集と固液分離（例えば、沈降分離、加圧浮上など）との組み合わせ等が例示されるが、これに限定されない。
【００２３】
図１は、本発明の純水の製造方法及び装置の好適な一例を示している。原水としての工水が流量制御弁４を有する配管１によって混合槽６に導入され、ドレン水が配管２によって混合槽６に導入される。混合槽６には温度センサ３が設けられ、このセンサ３の検出温度が所定範囲となるように（又は所定範囲の間でも高目となるように）工水の流量が制御される。なお、ドレン水の流量が制御されてもよく、工水及びドレン水の流量が制御されてもよい。
【００２４】
混合槽６には攪拌機５が設けられている。混合槽６内の混合水は、中継槽７に移流し、中継槽７内の混合水がポンプ８を介してＲＯ装置９に供給され、膜透過水が純水として取り出される。濃縮水の一部は配管１１により系外に排出され、残部は配管１０により中継槽７に返送される。
【００２５】
一般に、膜分離装置に供給される給水の水温が低いと、透過液分子の拡散速度が小さくなると共に、水の粘性が高くなるので、水が膜を通過する速度が小さくなる。（なお、図２にＲＯ装置の給水温度と透過水量との関係の一例を示す。）そのため、給水温度を高く維持すれば、透過水量が高い状態で安定的に純水を製造することができる。また、膜分離装置の設備容量を小さくできる。
【００２６】
なお、中継槽７を用いることにより、ドレン水の流量が大きく変動しても、ＲＯ装置９に一定流量以上にて混合水を供給することができる。
【実施例】
【００２７】
［実施例１］
水温５．２℃の工水と水温４０℃の火力発電所におけるスチームトラップからのドレン水とを図１のように混合槽（容積０．５ｍ３）に導入して攪拌して混合し、中継槽を介してポンプによってＲＯ装置に供給し、純水を製造した。
【００２８】
ＲＯ装置としては栗田工業株式会社製Ｋ−ＲＯ−Ａ−２０３１を用いた。給水圧力は１．２ＭＰａであり、透過側圧力は０．１ＭＰａであった。
【００２９】
工水流量を２ｍ３／ｈとし、混合水の温度が１５℃となるようにドレン水を混合後、ＲＯ装置に通水して純水を製造した。結果を表１に示す。
【００３０】
［実施例２］
工水流量１．８ｍ３／ｈとし、混合水の温度が１８℃となるようにドレン水を混合したこと以外は実施例１と同様にして純水を製造した。結果を表１に示す。
【００３１】
［比較例１］
工水のみを混合槽及び中継槽を経由せず、２．５ｍ３／ｈにて直接上記ＲＯ装置に供給して純水を製造した。結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
表１から明らかな通り、供給水温を高く維持すれば、透過水量が高い状態で安定的に純水を確保できる。
【符号の説明】
【００３４】
３  温度センサ
４  流量制御弁
５  攪拌機
６  混合槽
７  中継槽
９  ＲＯ装置
【図１】
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【図２】
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