(57)【要約】【課題】半透膜処理で造水する際、そのエネルギーの効率が悪いことが問題となっている。【解決手段】正浸透膜および逆浸透膜を上手く組み合わせることでエネルギー効率のよい水処理装置を実現する。【選択図】図１
2017074532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理水Ａと、前記処理水Ａよりも浸透圧が高い処理水Ｂとを隔てるように配された正浸透膜を有する正浸透処理部と、
前記正浸透処理部で得られる希釈処理水を加圧し、逆浸透処理部へ送液する加圧装置と、
前記希釈処理水から透過水と濃縮水とを得る逆浸透処理部と、
前記濃縮水の圧力エネルギーを回収し、前記希釈処理水を昇圧するエネルギー回収ユニットと
前記エネルギー回収ユニットで圧力が低減した濃縮水を処理水Ｂとして前記正浸透処理部へ送るラインと
を有することを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
処理水Ａと、前記処理水Ａよりも浸透圧高い処理水Ｂとを隔てるように配された正浸透膜を有する正浸透処理部と、
前記処理水Ａを加圧し、正浸透処理部へ送液する加圧装置と、
正浸透処理部から得られる第１濃縮水の圧力エネルギーを回収し、前記処理水Ａを昇圧するエネルギー回収ユニットと
正浸透処理部で得られた希釈処理水を逆浸透処理部へ送液する送液ポンプと、
前記希釈処理水から透過水と第２濃縮水とを得る逆浸透処理部と、
前記逆浸透処理部で得られた第２濃縮水を処理水Ｂとして前記正浸透処理部へ送液するラインと
を有することを特徴とする水処理装置。
【請求項３】
第１処理水と、前記第１処理水よりも浸透圧が高い第２処理水とを隔てるように配された正浸透膜を有する第１正浸透処理部と、
前記第１正浸透処理部で得られる第１希釈処理水を加圧し、逆浸透処理部へ送液する加圧装置と、
前記第１希釈処理水から透過水と濃縮水とを得る逆浸透処理部と、
前記濃縮水と、前記濃縮水よりも浸透圧が低い第３処理水とを隔てるように配された正浸透膜を有する第２正浸透処理部と、
前記第２正浸透処理部で得られる第２希釈処理水により稼動し、発電することができる発電部と
を有することを特徴とする水処理装置。
【請求項４】
前記第２正浸透処理部で得られる第３濃縮水の圧力エネルギーを回収し、前記第３処理水を昇圧するエネルギー回収ユニットを有す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】
前記第２希釈処理水の一部または全部を第２処理水に還流することを特徴とする請求項３または４に記載の水処理装置。
【請求項６】
ラインを切り替えることで前記第２正浸透処理部が前記第１正浸透処理部と同等の働きとなることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項７】
処理水Ａと、前記処理水Ａよりも浸透圧が高い処理水Ｂとを隔てるように配された正浸透膜を有する正浸透処理部で前記処理水Ａから前記処理水Ｂへ水を移動させるステップと、
前記正浸透処理部で得られる希釈処理水を加圧装置で加圧し、逆浸透処理部へ送液するステップと、
逆浸透処理部で前記希釈処理水から透過水と濃縮水とを得るステップと、
エネルギー回収ユニットで前記濃縮水の圧力エネルギーを回収し、前記希釈処理水を昇圧するステップと、
前記エネルギー回収ユニットで圧力が低減した濃縮水を前記正浸透処理部へ送るラインで処理水Ｂとして送水するステップと、
を備える水処理方法。
【請求項８】
処理水Ａと、前記処理水Ａよりも浸透圧高い処理水Ｂとを隔てるように配された正浸透膜を有する正浸透処理部で前記処理水Ａから前記処理水Ｂへ水を移動させるステップと、
前記処理水Ａを加圧装置で加圧し、正浸透処理部へ送液するステップと、
正浸透処理部から得られる第１濃縮水の圧力エネルギーをエネルギー回収ユニットで回収し、前記処理水Ａを昇圧するステップと、
正浸透処理部で得られた希釈処理水を送液ポンプで逆浸透処理部へ送液するステップと、
逆浸透処理部で前記希釈処理水から透過水と濃縮水とを得るステップと、
前記逆浸透処理部で得られた第２濃縮水を処理水Ｂとして前記正浸透処理部へ送液するステップと、
を備える水処理方法。
【請求項９】
第１処理水と、前記第１処理水よりも浸透圧が高い第２処理水とを隔てるように配された正浸透膜を有する第１正浸透処理部で前記第１処理水から前記第２処理水へ水を移動させるステップと、
前記第１正浸透処理部で得られる第１希釈処理水を加圧装置で加圧し、逆浸透処理部へ送液するステップと、
逆浸透処理部で前記第１希釈処理水から透過水と濃縮水とを得るステップと、
前記濃縮水と、前記濃縮水よりも浸透圧が低い第３処理水とを隔てるように配された正浸透膜を有する第２正浸透処理部で前記第３処理水から前記濃縮水へ水を移動させるステップと、
前記第２正浸透処理部で得られる第２希釈処理水により稼動し、発電部により発電するステップと、
を備える水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正浸透膜および逆浸透膜を使用した水処理装置および水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、正浸透膜および晶析装置、逆浸透膜を用いて海水もしくは下水放流水から淡水を得る技術が示されている。また、特許文献２には、海水や廃水などから正浸透膜および逆浸透膜を利用して浄化された淡水を得る技術、また、正浸透膜と逆浸透膜のラインをクローズにすることでファウリングを抑制することが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１８３４９２号公報
【特許文献２】特開２０１３−１３８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者らの知見によれば、特許文献１、特許文献２それぞれの正浸透膜または逆浸透膜の濃縮水の圧力が十分に活用されておらず、エネルギー効率の向上が課題と考えられた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、本発明は、以下の（１）〜（６）の構成をとる。
（１）処理水Ａと、前記処理水Ａよりも浸透圧が高い処理水Ｂとを隔てるように配された正浸透膜を有する正浸透処理部と、
前記正浸透処理部で得られる希釈処理水を加圧し、逆浸透処理部へ送液する加圧装置と、
前記希釈処理水から透過水と濃縮水とを得る逆浸透処理部と、
前記濃縮水の圧力エネルギーを回収し、前記希釈処理水を昇圧するエネルギー回収ユニットと
前記エネルギー回収ユニットで圧力が低減した濃縮水を処理水Ｂとして前記正浸透処理部へ送るラインと
を有することを特徴とする水処理装置。
（２）処理水Ａと、前記処理水Ａよりも浸透圧高い処理水Ｂとを隔てるように配された正浸透膜を有する正浸透処理部と、
前記処理水Ａを加圧し、正浸透処理部へ送液する加圧装置と、
正浸透処理部から得られる第１濃縮水の圧力エネルギーを回収し、前記処理水Ａを昇圧するエネルギー回収ユニットと
正浸透処理部で得られた希釈処理水を逆浸透処理部へ送液する送液ポンプと、
前記希釈処理水から透過水と濃縮水とを得る逆浸透処理部と、
前記逆浸透処理部で得られた第２濃縮水を処理水Ｂとして前記正浸透処理部へ送液するラインと
を有することを特徴とする水処理装置。
（３）第１処理水と、前記第１処理水よりも浸透圧が高い第２処理水とを隔てるように配された正浸透膜を有する第１正浸透処理部と、
前記第１正浸透処理部で得られる第１希釈処理水を加圧し、逆浸透処理部へ送液する加圧装置と、
前記第１希釈処理水から透過水と濃縮水とを得る逆浸透処理部と、
前記濃縮水と、前記濃縮水よりも浸透圧が低い第３処理水とを隔てるように配された正浸透膜を有する第２正浸透処理部と、
前記第２正浸透処理部で得られる第２希釈処理水により稼動し、発電することができる発電部と
を有することを特徴とする水処理装置。
（４）前記第２正浸透処理部で得られる第３濃縮水の圧力エネルギーを回収し、前記第３処理水を昇圧するエネルギー回収ユニットを有することを特徴とする（３）の水処理装置。
（５）前記第２希釈処理水の一部または全部を第２処理水に還流することを特徴とする（３）、（４）の水処理装置。
（６）ラインを切り替えることで前記第２正浸透処理部が前記第１正浸透処理部と同等の働きとなることを特徴とする（３）〜（５）の水処理装置。
（７）処理水Ａと、前記処理水Ａよりも浸透圧が高い処理水Ｂとを隔てるように配された正浸透膜を有する正浸透処理部で前記処理水Ａから前記処理水Ｂへ水を移動させるステップと、
前記正浸透処理部で得られる希釈処理水を加圧装置で加圧し、逆浸透処理部へ送液するステップと、
逆浸透処理部で前記希釈処理水から透過水と濃縮水とを得るステップと、
エネルギー回収ユニットで前記濃縮水の圧力エネルギーを回収し、前記希釈処理水を昇圧するステップと、
前記エネルギー回収ユニットで圧力が低減した濃縮水を前記正浸透処理部へ送るラインで処理水Ｂとして送水するステップと、
を備える水処理方法。
（８）処理水Ａと、前記処理水Ａよりも浸透圧高い処理水Ｂとを隔てるように配された正浸透膜を有する正浸透処理部で前記処理水Ａから前記処理水Ｂへ水を移動させるステップと、
前記処理水Ａを加圧装置で加圧し、正浸透処理部へ送液するステップと、
正浸透処理部から得られる第１濃縮水の圧力エネルギーをエネルギー回収ユニットで回収し、前記処理水Ａを昇圧するステップと、
正浸透処理部で得られた希釈処理水を送液ポンプで逆浸透処理部へ送液するステップと、
逆浸透処理部で前記希釈処理水から透過水と濃縮水とを得るステップと、
前記逆浸透処理部で得られた第２濃縮水を処理水Ｂとして前記正浸透処理部へ送液するステップと、
を備える水処理方法。
（９）第１処理水と、前記第１処理水よりも浸透圧が高い第２処理水とを隔てるように配された正浸透膜を有する第１正浸透処理部で前記第１処理水から前記第２処理水へ水を移動させるステップと、
前記第１正浸透処理部で得られる第１希釈処理水を加圧装置で加圧し、逆浸透処理部へ送液するステップと、
逆浸透処理部で前記第１希釈処理水から透過水と濃縮水とを得るステップと、
前記濃縮水と、前記濃縮水よりも浸透圧が低い第３処理水とを隔てるように配された正浸透膜を有する第２正浸透処理部で前記第３処理水から前記濃縮水へ水を移動させるステップと、
前記第２正浸透処理部で得られる第２希釈処理水により稼動し、発電部により発電するステップと、
を備える水処理方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明にかかる水処理装置および水処理方法によれば、安全で高品位の水を高エネルギー効率で供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１に本発明の正浸透処理と半透膜処理を備えた水処理装置の一実施形態のフロー図を示す（請求項１の発明に関連する一態様）。
【図２】図２に本発明の正浸透処理と半透膜処理を備えた水処理装置の他の実施形態のフロー図を示す（請求項２の発明に関連する一態様）。
【図３】図３に本発明の正浸透処理と半透膜処理、正浸透発電を備えた水処理装置の一実施形態のフロー図を示す（請求項３の発明に関連する一態様）。
【図４】図４に本発明の正浸透処理と半透膜処理、正浸透発電、エネルギー回収装置を備えた水処理装置の一実施形態のフロー図を示す（請求項４の発明に関連する一態様）。
【図５】図５に本発明の正浸透処理と半透膜処理、正浸透発電、循環ラインを備えた水処理装置の一実施形態のフロー図を示す（請求項５の発明に関連する一態様）。
【図６】図６に本発明の正浸透処理と半透膜処理、正浸透発電、切り替えラインを備えた水処理装置の一実施形態のフロー図を示す（請求項６の発明に関連する一態様）。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態の一例を、図面を用いて説明する。ただし、本発明の範囲はこれらの実施態様に限られるものではない。  
【０００９】
なお、各形態において、特に言及しない構成については、他の形態における構成を適用することができる。また、各図について、他の図面と同様の機能を有する構成要素については、同符号を付してその説明を省略することがある。
【００１０】
それぞれの形態において説明した、流路、エネルギー回収ユニット、バルブ、ポンプ等の構成要素の数および位置は、変更可能である。また、別の図面に示した構成は、それぞれ組み合わせることが可能である。すなわち、別の形態として説明された構成を、省略、付加、組み合わせることで得られる形態も、本発明の実施形態に含まれる。
【００１１】
図１は、本発明の正浸透処理と半透膜処理を備えた水処理装置の一実施形態を示す概略図である。
【００１２】
図１に示す水処理装置では、正浸透処理部０６と加圧装置０７、逆浸透処理部０８、エネルギー回収ユニット０９から構成される。正浸透処理部０６へ流入した処理水Ａ０１は浸透圧をドライビングフォースとして、半透膜を通り処理水Ｂ０２へ水が移動し、希釈水０３を生成する。希釈水０３は加圧装置０７で加圧され、逆浸透処理部０８へ送られ、透過水０４と濃縮水０５に分離される。前記濃縮水０５は圧を持つため、エネルギー回収装置０９により、希釈水の一部を加圧する。エネルギー回収装置０９により加圧された希釈水０３の一部はブースターポンプなどにより加圧することができる。
【００１３】
エネルギー回収装置０９にて圧力が低減した濃縮水０５は処理水Ｂ０２として再び正浸透処理部０６へ送られる。その際、濃縮水０２と浸透圧が同等かそれより大きい液を補充することができる。処理水Ｂ０２が圧を持つ場合、処理水Ａ０１からの流入水量が低減するため、なるべく小さいことが望まれる。
【００１４】
処理水Ｂ０２は循環するため、循環しない場合に比べて含有有機物やバクテリア除去などの処理が軽微で済み、殺菌剤を添加した場合も低量で済むため、低コストで逆浸透膜部の半透膜のファウリングを抑制することがでる。また、処理水Ａ０１が下水や下水処理水など飲料に利用するのに心的抵抗が大きい場合、半透膜を２回通すことで心的抵抗を減らすことが可能となる。
【００１５】
正浸透処理部０６と半透膜処理部０８は半透膜を備える。半透膜とは、溶液中の一部の成分、例えば溶媒を透過させ他の成分を透過させない半透性の膜である。
【００１６】
半透膜の一例としてナノろ過（ＮＦ）膜や逆浸透（ＲＯ）膜が挙げられる。
【００１７】
ＮＦ膜およびＲＯ膜は、処理対象である水の中に含まれる溶質を、再生水として利用可能な濃度まで低減することができる性能を有する。具体的には、ＮＦ膜およびＲＯ膜は、塩分やミネラル成分等、多種のイオン、例えばカルシウムイオン、マグネシウムイオン、硫酸イオンのような二価イオンや、ナトリウムイオン、カリウムイオン、塩素イオンのような一価イオン、また、フミン酸（分子量Ｍｗ≧１００，０００）、フルボ酸（分子量Ｍｗ＝１００〜１，０００）、アルコール、エーテル、糖類などをはじめとする溶解性有機物を阻止する性能を有する。
【００１８】
各サブユニットの構成および大きさ等は、特定の形態には限定されない。例えば、耐圧容器と、この耐圧容器中に収容されたエレメントとを備える分離装置が、サブユニットとして適用可能である。エレメントは、筐体、およびその筐体に納められた中空糸膜状または平膜状の半透膜を備える。半透膜が平膜であれば、エレメントは例えば、半透膜と流路材とが積層されることで形成された積層体と、多数の孔を穿設した筒状の中心パイプと、を備える。このようなエレメントにおいて、半透膜および流路材は、中心パイプの周りに貼り付けられており、平らな状態であってもよいし、中心パイプの周囲に巻きつけられた状態であってもよい。  
【００１９】
半透膜素材としては、酢酸セルロース系ポリマー、ポリアミド、ポリエステル、ポリイミド、ビニルポリマーなどの高分子素材が適用される。  
また、半透膜は、膜の少なくとも片面に緻密層を持ち、緻密層から膜内部あるいはもう片方の面に向けて徐々に大きな孔径の微細孔を有する非対称膜であってもよいし、非対称膜の緻密層の上に別の素材で形成された非常に薄い機能層を有する複合膜であってもよい。
【００２０】
ＮＦ膜とは、操作圧力が１．５ＭＰａ以下、分画分子量が２００から１，０００で、塩化ナトリウムの阻止率９０％以下のろ過膜と定義されており、それよりも分画分子量の小さく、高い阻止性能を有するものがＲＯ膜である。また、ＲＯ膜でもＮＦ膜に近いものはルースＲＯ膜とも呼ばれる。使用される膜については特に限定されることはなく、平膜、中空糸膜、管状型膜、その他いかなる形状のものも適宜用いることができる。
【００２１】
正浸透処理部０６と半透膜処理部０８は複数のサブユニットを備える。正浸透処理部０６では、浸透圧の異なる処理水Ａ０１および処理水Ａ０１より浸透圧の高い処理水Ｂ０２が供給される。処理水Ａ０１は例えば低浸透圧水であり、処理水Ｂ０２は例えば高浸透圧水である。それら低浸透圧水と高浸透圧水とは、各サブユニットに並行供給される。なお、並行供給とは、低浸透圧水と高浸透圧水とを、サブユニット間で並行に流れるように供給することを指す。具体的には、並行供給においては、低浸透圧水が第１サブユニット、第２サブユニットの順に流れるとき、高浸透圧水も、第１サブニット、第２サブユニットの順に流れる。しかし、並行供給という用語は、個々のサブユニットの内部における低浸透圧水および高浸透圧水の流れの方向を限定するものではない。したがって、低浸透圧水と高浸透圧水とが並行供給されているときも、各サブユニットの内部においては、半透膜を挟んで、低浸透圧水と高浸透圧水とが、同方向に流れていてもよいし（つまり並行に流れていてもよいし）、逆方向に流れていてもよい（つまり、対向するように流れていてもよい）。
【００２２】
低浸透圧水および高浸透圧水とは、半透膜を介して互いに接したときに、浸透圧差による水の透過流を生じる水溶液であればよい。つまり、低浸透圧水は一般的には比較的低い塩濃度を有する水を指し、高浸透圧水とは、低浸透圧水よりも高い塩濃度を有する水を指す。低浸透圧水および高浸透圧水の塩濃度は、具体的な数値に限定されない。ただし、低浸透圧水と高浸透圧水との浸透圧差が大きい方が、内在するエネルギーも大きいので好ましい。具体的には、高浸透圧水は、例えば、海水、海水濃縮水、食塩水、糖液、臭化リチウムなど、高い溶解度を有する溶質を含有し、かつ高い浸透圧が得られる水溶液が好ましい。特に海水およびその濃縮水は、自然から容易に得ることができる。また、食塩水、糖液、臭化リチウムなど、水に溶媒を溶かしたものであれば、有機物などがほとんど含まれないため、膜のファウリングを抑制できる。
【００２３】
一方、低浸透圧水は、純水、河川水、地下水、下水処理水など、高浸透圧水よりも浸透圧が小さい液であればよい。入手にかかるコストが低く、低浸透圧水として好適な濃度を有するので、河川水および下水処理水が好適に用いられる。また、それぞれの供給水の水質など必要に応じて、濁質成分の除去や殺菌などを適用することができる。
【００２４】
供給水の濁質を除去する必要がある場合は、砂ろ過や精密ろ過膜、限外ろ過膜の適用が効果的である。このときバクテリアや藻類などの微生物が多い場合は、殺菌剤を添加することも好ましい。殺菌剤としては塩素を用いることが好ましく、たとえば塩素ガスや次亜塩素酸ナトリウムを遊離塩素として１〜５ｍｇ／ｌの範囲内となるように供給水に添加するとよい。なお、半透膜によっては特定の殺菌剤に化学的な耐久性がない場合があるので、その場合は、なるべく供給水の上流側で添加し、さらに、半透膜ユニットの供給水入口側近傍にて殺菌剤を無効にすることが好ましい。例えば、遊離塩素の場合は、その濃度を測定し、この測定値に基づいて塩素ガスや次亜塩素酸ナトリウムの添加量を制御したり、亜硫酸水素ナトリウムなどの還元剤を添加したりするとよい。また、濁質以外にバクテリアやタンパク質、天然有機成分などを含有する場合は、ポリ塩化アルミニウム、硫酸バンド、塩化鉄（ＩＩＩ）などの凝集剤を加えることも効果的である。凝集させた供給水は、その後に斜向板などで沈降させた上で砂ろ過を行ったり、複数本の中空糸膜を束ねた精密ろ過膜や限外ろ過膜によるろ過を行ったりすることによって後段の半透膜ユニットを通過させるのに適した供給水とすることができる。とくに、凝集剤の添加にあたっては、凝集しやすいようにｐＨを調整することが好ましい。
【００２５】
ここで、前処理に砂ろ過を用いる場合は、自然に流下する方式の重力式ろ過を適用することもできれば、加圧タンクの中に砂を充填した加圧式ろ過を適用することも可能である。充填する砂も、単一成分の砂を適用することが可能であるが、例えば、アンスラサイト、珪砂、ガーネット、軽石など、を組み合わせて、ろ過効率を高めることが可能である。精密ろ過膜や限外ろ過膜についても、特に制約はなく、平膜、中空糸膜、管状型膜、プリーツ型、その他いかなる形状のものも適宜用いることができる。膜の素材についても、特に限定されるもの、ポリアクリロニトリル、ポリフェニレンスルフォン、ポリフェニレンスルフィドスルフォン、ポリフッ化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリビニルアルコール、酢酸セルロースや、セラミック等の無機素材を用いることができる。また、ろ過方式にしても供給水を加圧してろ過する加圧ろ過方式や透過側を吸引してろ過する吸引ろ過方式のいずれも適用可能である。とくに、吸引ろ過方式の場合は、凝集沈殿槽や生物処理槽に精密ろ過膜や限外ろ過膜を浸漬してろ過する、いわゆる凝集膜ろ過や膜利用活性汚泥法（ＭＢＲ）を適用することも好ましい。
【００２６】
一方、供給水に溶解性の有機物が多く含まれている場合は、塩素ガスや次亜塩素酸ナトリウムの添加によりそれら有機物を分解することができるが、加圧浮上や活性炭ろ過を行うことでも除去が可能である。また、溶解性の無機物が多く含まれている場合は、有機系高分子電解質やヘキサメタ燐酸ソーダなどのキレート剤を添加したり、イオン交換樹脂などを用いて溶解性イオンと交換したりするとよい。また、鉄やマンガンが可溶な状態で存在しているときは、ばっ気酸化ろ過法や接触酸化ろ過法などを用いることが好ましい。
【００２７】
あらかじめ特定イオンや高分子などを除去し、本発明における淡水製造装置を高効率で運転することを目的として、前処理にナノろ過膜を用いることも可能である。
【００２８】
エネルギー回収ユニット０９としては、ポンプを水圧で回してエネルギーを回収する逆転ポンプや水力発電に使用されるペルトン水車、圧力交換式エネルギー回収ユニットなどが挙げられる。中でも圧力交換式エネルギー回収ユニットは、同じ量の水同士で圧力交換するため、供給推量が変動する場合もエネルギー回収効率を維持できるというメリットがあるため望ましい。
【００２９】
図２は、本発明の正浸透処理と半透膜処理を備えた水処理装置の他の実施形態を示す概略図である。
【００３０】
図２に示す水処理装置では、正浸透処理部０６と加圧装置０７、逆浸透処理部０８、エネルギー回収ユニット０９から構成される。処理水Ａ０１を加圧して正浸透処理部０６へ流入し、浸透圧をドライビングフォースとして、半透膜を通り処理水Ｂ０２へ水が移動し、希釈水０３を生成する。希釈水０３は逆浸透処理部０８へ送られ、透過水０４と第２濃縮水０５に分離される。
【００３１】
正浸透処理部０６で得られる第１濃縮水１０は圧を持つため、エネルギー回収装置０９により、処理水Ａ０１の一部を加圧する。エネルギー回収装置０９により加圧された処理水Ａ０１の一部はブースターポンプなどにより加圧することができる。
【００３２】
図３は、本発明の正浸透処理と半透膜処理、正浸透発電を備えた水処理装置の一実施形態を示す概略図である。
【００３３】
図３に示す水処理装置では、正浸透処理部０６と加圧装置０７、逆浸透処理部０８、第２正浸透処理部１１、発電部１２から構成される。正浸透処理部０６へ流入した第１処理水０１は浸透圧をドライビングフォースとして、半透膜を通り第２処理水０２へ水が移動し、希釈水０３を生成する。希釈水０３は加圧装置０７で加圧され、逆浸透処理部０８へ送られ、透過水０４と濃縮水０５に分離される。濃縮水０５は第２正浸透処理部１１へ送られる。
【００３４】
第２正浸透処理部１１へ流入した第３処理水１３は浸透圧をドライビングフォースとして、半透膜を通り濃縮水０５へ水が移動し、第２希釈水１４を生成し、発電部１２でエネルギーを電力として回収する。濃縮水０５と第３処理水の浸透圧が大きいほど発電部１２で得られるエネルギーは大きいため望ましい。
【００３５】
図４は、本発明の正浸透処理と半透膜処理、正浸透発電、エネルギー回収装置を備えた水処理装置の一実施形態を示す概略図である。
【００３６】
図４に示す水処理装置では、図３の第２正浸透処理部１１で得られる第３濃縮水１５の持つ圧をエネルギー回収装置０９により、第３処理水１３の一部を加圧する。
【００３７】
図５は、本発明の正浸透処理と半透膜処理、正浸透発電、循環ラインを備えた水処理装置の一実施形態を示す概略図である。
【００３８】
図５は、図３または／および図４において第２希釈水１４を第２処理水０２に混合する。これにより第２処理水０２の量を低減することができ、取水や前処理に必要となるエネルギーや薬剤添加量を低減することが可能となる。
【００３９】
図６は、本発明の正浸透処理と半透膜処理、正浸透発電、切り替えラインを備えた水処理装置の一実施形態を示す概略図である。
【００４０】
図６は、ラインを切り替えることにより、第２正浸透処理部１１を第１正浸透処理部０６と同等の働きとすることを可能とする水処理装置である。例えば第３処理水１３と濃縮水０５の浸透圧の差が十分ではなく、発電部１２での発電量が小さい場合などは第２正浸透処理部１１を第１正浸透処理部０６と同じ働きとなるように稼動することができる。
【符号の説明】
【００４１】
０１：処理水Ａ/第１処理水
０２：処理水Ｂ/第２処理水
０３：希釈水/第１希釈水
０４：透過水
０５：濃縮水/第２濃縮水
０６：正浸透処理部/第１正浸透処理部
０７：加圧装置
０８：逆透処理部
０９：エネルギー回収ユニット
１０：第１濃縮水
１１：第２正浸透処理部
１２：発電部
１３：第３処理水
１４：第２希釈水
１５：第３濃縮水
１００：水処理装置
【図１】
2017074532.tif 000003
【図２】
2017074532.tif 000004
【図３】
2017074532.tif 000005
【図４】
2017074532.tif 000006
【図５】
2017074532.tif 000007
【図６】
2017074532.tif 000008