JP2008100219A - Desalination method and desalination apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高回収率で塩水を淡水化して淡水製造する際に好適な、ナノろ過膜、逆浸透膜、および熱式蒸留を用いた脱塩方法に関する。 The present invention relates to a nanofiltration membrane, a reverse osmosis membrane, and a desalting method using thermal distillation, which are suitable for producing fresh water by desalinating salt water with a high recovery rate.
近年では、海水から工業用水や飲料水などの淡水を得る技術が発達し、従来から一般的に行われてきた蒸発法に替わって逆浸透膜（ＲＯ膜）を用いた膜分離法が注目を集めるようになってきている。この膜分離法は運転に要するエネルギーも少なくて済み、高品質な淡水を得ることができるため、さまざまな分野への利用拡大が期待されている。 In recent years, technology to obtain fresh water such as industrial water and drinking water from seawater has been developed, and membrane separation methods using reverse osmosis membranes (RO membranes) have attracted attention instead of the evaporation methods that have been generally performed. It is starting to collect. This membrane separation method requires less energy for operation and can obtain high-quality fresh water, so that it is expected to expand its use in various fields.
一方、蒸発法は、発電プラントと蒸発法造水プラントと併設した電力・造水二重目的プラントにおいて発電プラントからの廃蒸気を熱源として蒸留を行うことによって、海水を加熱するためのエネルギーを新たに必要とせずに高品質な淡水を得ることができるという利点がある。しかしながら、この電力・造水二重目的プラントにおいては、発電プラントからの廃蒸気を利用するために、造水プラントでの造水能力は発電プラントの発電量に制約される問題点がある。そこで、この電力・造水二重目的プラントに、さらに逆浸透膜を用いた膜分離法造水プラントを併設して、造水能力を蒸発法造水プラントと膜分離法造水プラントとで適切に分担・調整するハイブリッド方式海水淡水化システムが検討されつつある。 On the other hand, in the evaporation method, energy for heating seawater is newly obtained by distilling waste steam from the power generation plant as a heat source in a power / desalination dual-purpose plant that is connected to the power generation plant and the evaporation method desalination plant. There is an advantage that high-quality fresh water can be obtained without the necessity. However, in this electric power / fresh water dual-purpose plant, in order to use the waste steam from the power plant, there is a problem that the fresh water generation capacity in the fresh water plant is limited by the power generation amount of the power plant. Therefore, a membrane separation method water plant using reverse osmosis membrane is added to this power / water generation dual purpose plant, and the water generation capacity is appropriate for both the evaporation method and the membrane separation method. A hybrid seawater desalination system that shares and adjusts them is being studied.
ところで、海水淡水化を実施するにあたっては、いかに低コストで造水するかが技術の焦点となるために回収率を高める努力が払われる訳であるが、高回収率で運転を行うと、膜分離法であっても蒸発法であっても海水から淡水が取り出された後の海水濃縮水には高濃度の溶質成分が含まれていて、水への溶解度が低いスケール成分が析出し易い。従って、膜分離法であれば逆浸透膜面に析出したスケール成分が堆積して膜が閉塞し易く、膜寿命や逆浸透膜透過水水質が低下したりする問題が惹起され、また、蒸発法であれば伝熱管に析出したスケール成分が付着して伝熱効率が低下したりする問題を惹起される。 By the way, when implementing seawater desalination, efforts to increase the recovery rate are made because the focus of technology is how to produce fresh water at a low cost. Regardless of whether it is a separation method or an evaporation method, seawater concentrated water after fresh water is extracted from seawater contains a high concentration of solute components, and scale components with low solubility in water tend to precipitate. Therefore, in the case of the membrane separation method, the scale component deposited on the reverse osmosis membrane surface accumulates and the membrane is likely to be clogged, causing problems such as membrane life and deterioration of reverse osmosis membrane permeated water quality. Then, the scale component deposited on the heat transfer tube adheres to cause a problem that the heat transfer efficiency is lowered.
そこで、海水淡水化にあたっては、海水をあらかじめナノろ過膜（ＮＦ膜）によって前処理してスケール成分をある程度まで取り除いておき、然る後、逆浸透膜を用いた膜分離法や蒸発法によって高い回収率で淡水を得る方法が提案されている（特許文献１〜４参照）。 Therefore, in desalination of seawater, the seawater is pretreated with a nanofiltration membrane (NF membrane) in advance to remove scale components to some extent, and then high by membrane separation or evaporation using a reverse osmosis membrane. A method of obtaining fresh water with a recovery rate has been proposed (see Patent Documents 1 to 4).
また、海水をあらかじめナノろ過膜によって前処理してスケール成分をある程度まで取り除いておき、然る後、逆浸透膜を用いた膜分離法によって淡水を得たうえで、逆浸透膜濃縮水から蒸発法によって淡水を得る方法が提案され（特許文献５参照）、さらに、ナノろ過膜によって処理されたナノろ過水を逆浸透膜を用いた膜分離法と蒸発法とに分配して、それぞれから淡水を得る方法が提案されている（特許文献６参照）。 In addition, seawater is pretreated with a nanofiltration membrane in advance to remove scale components to some extent, and then fresh water is obtained by membrane separation using a reverse osmosis membrane and then evaporated from the reverse osmosis membrane concentrated water. A method for obtaining fresh water by the method has been proposed (see Patent Document 5), and the nanofiltrated water treated by the nanofiltration membrane is divided into a membrane separation method using a reverse osmosis membrane and an evaporation method, and fresh water is separated from each. Has been proposed (see Patent Document 6).
特許文献５や特許文献６には、海水をまずナノろ過膜で処理することにより、スケール成分を含む海水中のイオン含有量の少ないナノろ過水とし、ナノろ過膜の次段である逆浸透膜を用いた膜分離法や蒸発法でのスケール析出を抑制して高い回収率で淡水を得る方法が記載されている。しかし、この方法では、ナノろ過工程、逆浸透処理工程、及び熱式蒸留工程を、各々の工程での供給水量、回収率、エネルギー消費を効率よく分配して、低エネルギー消費で高い回収率で淡水を得るための工程の組合せとしては未だ実用的に不満足なものであった。
In Patent Literature 5 and
ところで、逆浸透処理による淡水化方法では、海水を第一段の逆浸透膜ユニットで逆浸透処理するにあたって、その逆浸透膜透過水を逆浸透膜ユニットの上流側と下流側とから分流して取り出し、然る後、第一段の下流側逆浸透膜透過水を第二段の逆浸透膜ユニットでさらに逆浸透処理をして、得られた第二段の逆浸透膜透過水と第一段の上流側逆浸透膜透過水とを混合して良好な水質の淡水を得る方法が提案されている（特許文献７参照）。この方法によれば第一段の逆浸透膜透過水の全量を第二段の逆浸透膜ユニットで逆浸透処理した場合と比較して、十分に良好な水質の淡水を得られるうえに第二段の逆浸透膜ユニットを小規模化できる利点がある。しかしながら、この方法では、淡水の回収率を十分に高くできない問題点がある。 By the way, in the desalination method by reverse osmosis treatment, when reverse osmosis treatment of seawater with the first stage reverse osmosis membrane unit, the reverse osmosis membrane permeated water is divided from the upstream side and the downstream side of the reverse osmosis membrane unit. After that, the first-stage downstream reverse osmosis membrane permeate is further subjected to reverse osmosis treatment by the second-stage reverse osmosis membrane unit, and the obtained second-stage reverse osmosis membrane permeate and first A method has been proposed in which fresh water with good water quality is obtained by mixing with upstream permeation reverse osmosis membrane permeated water (see Patent Document 7). According to this method, fresh water with sufficiently good water quality can be obtained as compared with the case where the total amount of permeated water in the first stage reverse osmosis treatment is performed in the second stage reverse osmosis membrane unit. There is an advantage that the size of the reverse osmosis membrane unit can be reduced. However, this method has a problem that the recovery rate of fresh water cannot be sufficiently increased.
本発明の目的は、上記した従来技術における問題点を解決し、塩水から淡水を取得する脱塩方法において、濃縮水におけるスケール成分の析出を抑制することができ、かつ、より高効率で淡水を製造することができる、ナノろ過膜、逆浸透膜、及び熱式蒸留ユニットを用いた脱塩方法を提供することにある。 The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the prior art, and in the desalination method for obtaining fresh water from salt water, precipitation of scale components in concentrated water can be suppressed, and fresh water can be obtained with higher efficiency. An object of the present invention is to provide a desalting method using a nanofiltration membrane, a reverse osmosis membrane, and a thermal distillation unit that can be manufactured.
上記課題を解決するため、本発明の脱塩方法は、次の特徴を有するものである。 In order to solve the above problems, the desalting method of the present invention has the following characteristics.
ナノろ過膜ユニットを二段以上に直列に配設した多段ナノろ過膜ユニットに、塩水を供給してナノろ過水とナノろ過膜濃縮水とに分離する工程であって、前記ナノろ過水を、多段ナノろ過膜ユニット中の上流側ナノろ過膜から得られる低濃度の上流側ナノろ過水と、多段ナノろ過膜ユニット中の下流側ナノろ過膜から得られる高濃度の下流側ナノろ過水とに分流して取り出すナノろ過工程と、前記上流側ナノろ過水を、多段半透膜ユニットに供給して、半透膜透過水と半透膜濃縮水とに分離する逆浸透処理工程と、前記下流側ナノろ過水を、熱式蒸留ユニットに供給して、蒸留水とブローダウンとに分離する熱式蒸留工程を含むことを特徴とする。 Supplying salt water to a multi-stage nanofiltration membrane unit in which nanofiltration membrane units are arranged in series in two or more stages, and separating the nanofiltration water and nanofiltration membrane concentrated water, the nanofiltration water, Low concentration upstream nanofiltration water obtained from upstream nanofiltration membrane in multistage nanofiltration membrane unit and high concentration downstream nanofiltration water obtained from downstream nanofiltration membrane in multistage nanofiltration membrane unit A nanofiltration step of separating and taking out, a reverse osmosis treatment step of supplying the upstream nanofiltration water to a multi-stage semipermeable membrane unit and separating it into a semipermeable membrane permeated water and a semipermeable membrane concentrated water, and the downstream The method includes a thermal distillation step of supplying the side nano-filtered water to the thermal distillation unit and separating it into distilled water and blowdown.
本発明法においては、塩水をナノろ過膜でろ過することによってスケール成分を含むイオン含有量を低減させ、そのナノろ過水を、低めの濃度の上流側ナノろ過水とそれよりは濃度の高い下流側ナノろ過水とに分流して取り出し、その上流側ナノろ過水を半透膜に導き、下流側ナノろ過水を熱式蒸留ユニットに導く。この結果、半透膜による逆浸透処理工程では、スケール成分の濃度が低いほど淡水をより高い回収率で得ることができ、また、スケール成分を含むイオン含有量が少ないほど浸透圧が低くなるためにより少ないエネルギー消費量で淡水を得ることができる。また、熱式蒸留工程では、スケール成分の濃度が低いほど淡水をより高い回収率で得ることができるために、エネルギー消費量は変わらないままで従来よりも高い回収率で淡水を得ることができる。この結果、システム全体で高い回収率で、かつエネルギー効率に優れた脱塩方法が可能となる。 In the method of the present invention, the ion content including the scale component is reduced by filtering the salt water through the nanofiltration membrane, and the nanofiltration water is divided into a lower concentration upstream nanofiltration water and a higher concentration downstream. The flow is separated into the side nanofiltration water and taken out, the upstream nanofiltration water is led to the semipermeable membrane, and the downstream nanofiltration water is led to the thermal distillation unit. As a result, in the reverse osmosis treatment process using a semipermeable membrane, the lower the concentration of the scale component, the higher the recovery rate of fresh water, and the lower the ionic content containing the scale component, the lower the osmotic pressure. Fresh water can be obtained with less energy consumption. In the thermal distillation process, since the lower the concentration of the scale component, the fresh water can be obtained at a higher recovery rate. Therefore, the fresh water can be obtained at a higher recovery rate than before with the energy consumption unchanged. . As a result, a desalting method having a high recovery rate and excellent energy efficiency in the entire system becomes possible.
以下、本発明の望ましい実施の形態を、図面を用いて説明する。なお、本発明はこれら実施形態に限られるものではない。
図１、図２、図５、図６、及び図７は、それぞれ、本発明の脱塩方法の好ましい一実施様態を示す工程概略図である。各々の図で、同一または同等の構成要素については同一符号を付し、重複する説明は省略する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to these embodiments.
1, FIG. 2, FIG. 5, FIG. 6, and FIG. 7 are process schematic diagrams showing a preferred embodiment of the desalting method of the present invention, respectively. In each figure, the same or equivalent components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図１において、符号１０及び符号１１は、取水してきた原水に前処理を施した塩水を示す。塩水１０は、ＮＦ高圧ポンプ２３でもって多段ナノろ過膜ユニット２０における第一段ナノろ過膜ユニット２１へと供給される。第一段ナノろ過膜ユニット２１から出た第一段ナノろ過膜濃縮水２６はＮＦ昇圧ポンプ２４で昇圧されて第二段ナノろ過膜ユニット２２へと供給される。また、第一段ナノろ過膜ユニット２１から出た第一段ナノろ過水２５はＲＯ高圧ポンプ３３で昇圧されて第一段逆浸透膜ユニット３１（多段逆浸透膜ユニット３０における１段目の逆浸透膜ユニット）へと供給される。
In FIG. 1, the code |
第一段逆浸透膜ユニット３１から出た第一段逆浸透膜透過水３５は淡水化されているので逆浸透処理水３９として取り出される。第一段逆浸透膜ユニット３１から出た第一段逆浸透膜濃縮水３６はＲＯ昇圧ポンプ３４で昇圧されて第二段逆浸透膜ユニット３２へと供給される。第二段逆浸透膜ユニット３２から出た第二段逆浸透膜透過水３７は淡水化されているので逆浸透処理水３９として取り出される。また、第二段逆浸透膜ユニット３２から出た第二段逆浸透膜濃縮水３８は第二段逆浸透膜濃縮水放流弁４５を経て放流されるか、あるいは、第二段逆浸透膜濃縮水供給弁４４を経て熱式蒸留ユニット４０へと供給される。
Since the first-stage reverse osmosis membrane permeated
第二段ナノろ過膜ユニット２２から出た第二段ナノろ過膜濃縮水２８は系外に排出される。また、第二段ナノろ過膜ユニット２２から出た第二段ナノろ過水２７は、熱式蒸留ユニット４０へと供給されるが、その途中において、塩水供給弁４３を経て供給される塩水１１が添加されてもよいし、また、第二段逆浸透膜濃縮水供給弁４４を経て供給される第二段逆浸透膜濃縮水３８が添加されてもよい。熱式蒸留ユニット４０からは、蒸留水４１が取り出され、さらに、ブローダウン４２が取り出される。
The second-stage nanofiltration membrane concentrated
ここで、原水とは、例えばカルシウムイオン、マグネシウムイオン、重炭酸イオン、炭酸イオン、硫酸イオンなどのスケール生成成分や、ナトリウムイオンや塩化物イオンなどを有意な濃度で含有する水であり、具体的には、ＴＤＳ濃度が１，５００ｐｐｍを超える水、例えば、海水、湾水、かん水といわれる塩分含有水である。ＴＤＳ濃度は、溶解性物質濃度のことであり、この溶解性物質としては、ナトリウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、塩化物イオン、炭酸イオン、硫酸イオンなどが含まれる。また、このＴＤＳ濃度は塩濃度ともいわれる。 Here, the raw water is water containing a significant amount of scale-generating components such as calcium ions, magnesium ions, bicarbonate ions, carbonate ions, sulfate ions, sodium ions, chloride ions, and the like. Is a salt-containing water which is said to have a TDS concentration exceeding 1,500 ppm, for example, seawater, bay water or brine. The TDS concentration is a soluble substance concentration, and examples of the soluble substance include sodium ion, calcium ion, magnesium ion, chloride ion, carbonate ion, and sulfate ion. This TDS concentration is also called salt concentration.
また、多段ナノろ過膜ユニット２０に供給される塩水１０には、原水中に含まれる懸濁物質、有機物、微生物、酸化剤等の不純物によってナノろ過膜をファウリングや膜劣化させないために、例えば、夾雑物除去、沈砂、殺菌剤添加、凝集、ｐH調整、沈殿、砂ろ過、加圧浮上、脱炭酸、精密膜ろ過、限外膜ろ過などの前処理を原水に施すことによって不純物をある程度以上除去した塩水を用いればよい。これら前処理としては、ナノろ過膜のファウリングや膜劣化を抑制するために通常採用される前処理方法や条件を採用すればよい。これらの前処理を組み合わせて適宜原水に施してもよい。
In order to prevent fouling or membrane degradation of the nanofiltration membrane due to impurities such as suspended matter, organic matter, microorganisms, and oxidizing agent contained in the raw water, the
また、熱式乾留ユニット４０への供給水中に添加される塩水１１は、多段ナノろ過膜ユニット２０へ供給される塩水１０と同じであってもよいし、塩水１０とは別に、取水した原水に、例えば夾雑物除去、沈砂、殺菌剤添加、凝集、ｐH調整、沈殿、砂ろ過、加圧浮上、脱炭酸、精密膜ろ過、限外膜ろ過、スケール生成防止剤添加などの前処理を原水に施した塩水を用いてもよい。これらの前処理としては、熱式蒸留ユニット４０においてスケール成分の析出や熱式蒸留ユニット４０の腐食を生じさせないために通常採用される前処理方法や条件を採用すればよい。また、これらの前処理を組み合わせて適宜原水に施してもよい。
Further, the
また、本発明の脱塩法によって取得する淡水は、塩水に含まれるイオン類を相当量以上除去した水であって、飲料水品質を有するものであり、例えば、ＴＤＳ濃度が５００ｐｐｍ未満、塩化物イオン濃度２００ｐｐｍ未満である。本発明法により取得される半透膜透過水（逆浸透処理水）や蒸留水、あるいはこれらの混合水が淡水に該当する。 Further, the fresh water obtained by the desalting method of the present invention is water from which a considerable amount of ions contained in the salt water has been removed and has drinking water quality. For example, the TDS concentration is less than 500 ppm, chloride The ion concentration is less than 200 ppm. Semipermeable membrane permeated water (reverse osmosis treated water), distilled water, or a mixed water thereof obtained by the method of the present invention corresponds to fresh water.
本発明法によって取得される半透膜透過水と蒸留水は、別々に使用に供しても構わないし、用途に応じた混合比で混合して使用に供しても構わないし、また、半透膜透過水と蒸留水を全量混合して使用に供しても構わない。即ち、得られた半透膜透過水と蒸留水の使用方法は使用目的等に応じて適宜選択すればよい。 The semipermeable membrane permeated water and distilled water obtained by the method of the present invention may be used separately, or may be used after mixing at a mixing ratio according to the application. Permeated water and distilled water may be mixed and used for use. That is, the method of using the obtained semipermeable membrane permeated water and distilled water may be appropriately selected according to the purpose of use.
また、ナノろ過膜ユニットでのスケール析出を防ぐ方法として、予め塩水にスケール生成防止剤を添加しておいてもよい。なお、スケール生成防止剤は、スケール成分中の金属イオン（カルシウムイオン、マグネシウムイオン等）と錯体を形成して、これを可溶化させることによりスケール析出を防止するものであり、例えば有機イオンまたは無機イオンからなるポリマー、あるいはモノマーがあり、具体的には、ヘキサメタ燐酸ナトリウムやエチレンジアミン四酢酸四ナトリウム等の薬品が挙げられる。 Further, as a method for preventing scale deposition in the nanofiltration membrane unit, a scale formation inhibitor may be added to salt water in advance. The scale formation inhibitor is a compound that forms a complex with a metal ion (calcium ion, magnesium ion, etc.) in the scale component and solubilizes it to prevent scale precipitation. There are polymers or monomers comprising ions, and specific examples include chemicals such as sodium hexametaphosphate and tetrasodium ethylenediaminetetraacetate.
本発明法において、ける半透膜としてはナノろ過膜あるいは逆浸透膜を用いる。ナノろ過膜は、例えば、塩化ナトリウム濃度が５００〜２０００ｍｇ／Ｌの試験水を操作圧力０．３〜１．５ＭＰａの条件下で塩化ナトリウム除去率が５〜９３％を示す膜である。また、逆浸透膜は、例えば、塩化ナトリウム濃度が５００〜２０００ｍｇ／Ｌの試験水を操作圧力０．５〜３．０ＭＰａの条件下で塩化ナトリウム除去率が９３％以上を示す膜である。これら膜は、それぞれ、ナノろ過膜エレメント、逆浸透膜エレメントを構成する分離膜要素の中で膜分離機能を奏するものである。ここで、ナノろ過膜エレメント、逆浸透膜エレメントの材質や形状は特に制限されるものではないが、例えば、エレメント形状としてはスパイラル型、中空糸型、プレートアンドフレーム型、チューブラー型などが挙げられる。 In the method of the present invention, a nanofiltration membrane or a reverse osmosis membrane is used as the semipermeable membrane. The nanofiltration membrane is, for example, a membrane having a sodium chloride removal rate of 5 to 93% under conditions of operating pressure of 0.3 to 1.5 MPa using test water having a sodium chloride concentration of 500 to 2000 mg / L. Moreover, a reverse osmosis membrane is a membrane | film | coat which shows a sodium chloride removal rate of 93% or more on the conditions of the operating pressure of 0.5-3.0 Mpa, for example with the test water of sodium chloride concentration 500-2000 mg / L. These membranes exhibit a membrane separation function among the separation membrane elements constituting the nanofiltration membrane element and the reverse osmosis membrane element, respectively. Here, the material and shape of the nanofiltration membrane element and the reverse osmosis membrane element are not particularly limited, but examples of the element shape include spiral type, hollow fiber type, plate and frame type, tubular type and the like. It is done.
本発明で用いる多段ナノろ過膜ユニット２０では、ナノろ過膜ユニットを二段以上に直列に配設されていて、各段のナノろ過膜ユニットによって分離・濃縮されて塩濃度が高まったナノろ過膜濃縮水は、後段のナノろ過膜ユニットへ供給される。ここで、最上流の段のナノろ過膜ユニットから、第一段、第二段、第三段、と順番に称することとする。各段のナノろ過膜ユニットはナノろ過膜モジュールを並列に配設して構成される。ナノろ過膜モジュールは、ナノろ過膜エレメントを１本もしくは直列に複数本接続して圧力容器内に収納したものである。また、各々の段のナノろ過膜ユニット毎、あるいは圧力容器内に収納するナノろ過膜エレメント毎に、異なる種類のナノろ過膜エレメントを用いても構わない。このとき、ナノろ過膜モジュールやナノろ過膜ユニットを構成する配管などには、各々のナノろ過膜ユニットへ供給される塩水への耐腐食性や、その供給圧力への耐圧性を有している材質や形状を用いる。
In the multi-stage
同様に、多段逆浸透膜ユニット３０は、逆浸透膜ユニットを二段以上に直列に配設して構成され、逆浸透膜ユニットは、逆浸透膜モジュールを並列に配設して構成される。これらの装置構成においては、ナノろ過膜の代わりに逆浸透膜が用いられ、操作圧力が異なること以外は、前記した多段ナノろ過膜ユニット、ナノろ過膜ユニット、ナノろ過膜モジュールと同様であればよい。例えば、逆浸透膜モジュールや逆浸透膜ユニットを構成する配管などは、各々の逆浸透膜ユニットへ供給されるナノろ過水への耐腐食性や、その供給圧力への耐圧性を有している材質や形状を用いる。また、各々の段の逆浸透膜ユニット毎、あるいは圧力容器に収納する逆浸透膜エレメント毎に、異なる種類の逆浸透膜エレメントを用いても構わない。
Similarly, the multistage reverse
図２、図５、図６は、それぞれ、多段ナノろ過膜ユニット２０の部分を例示する工程概略図である。
2, 5, and 6 are process schematic diagrams illustrating the part of the multistage
図２において、第一段ナノろ過膜モジュール２１０には、直列に接続された複数の第一段ナノろ過膜エレメント２１１が配設されている。同様に、第二段ナノろ過膜モジュール２２０には、直列に接続された複数の第二段ナノろ過膜エレメント２２１が配設されている。
In FIG. 2, the first stage
塩水１０はＮＦ高圧ポンプ２３を経て第一段ナノろ過膜モジュール２１０へと供給される。この第一段ナノろ過膜モジュール２１０からのナノろ過水は、その上流側から取り出されるとともに下流側からも取り出される。それぞれを、第一段ナノろ過膜ユニット上流側ナノろ過水２１２、第一段ナノろ過膜ユニット下流側ナノろ過水２１３という。第一段ナノろ過膜ユニット上流側ナノろ過水２１２は第一段ナノろ過膜ユニット上流側ナノろ過水流量調整弁２１４を経て第一段ナノろ過水２５として次工程の第一段逆浸透膜ユニットに送られる。また、第一段ナノろ過膜モジュール２１０から出た第一段ナノろ過膜濃縮水２６は昇圧されて第二段ナノろ過膜モジュール２２０へと供給される。第二段ナノろ過膜モジュール２２０からは、第二段ナノろ過水２７と第二段ナノろ過膜濃縮水２８とが取り出される。第二段ナノろ過水２７と第一段ナノろ過膜ユニット下流側ナノろ過水２１３とは次工程の熱式蒸留ユニットへと送られる。
The
この図２では、簡略化のため、第一段ナノろ過膜ユニット２１を、それを構成する１本の第一段ナノろ過膜モジュール２１０でもって図示している。また、同様に、第二段ナノろ過膜ユニット２２を、それを構成する１本の第二段ナノろ過膜モジュール２２０でもって図示している。
In FIG. 2, for the sake of simplicity, the first-stage
図５には、第一段ナノろ過膜ユニット２１として、第一段ナノろ過膜モジュール２１０ａ、２１０ｂを、それぞれ並列に配設させた場合であって、そのうちの一つはナノろ過水を下流側からのみ取り出すものである一実施態様を示す。ここで、塩水１０はＮＦ高圧ポンプ２３を経て、第一段ナノろ過膜モジュール２１０ａ、２１０ｂのそれぞれに供給される。上流側から取り出された第一段ナノろ過膜モジュール上流側ナノろ過水２１２ａは、第一段ナノろ過膜ユニット上流側ナノろ過水流量調整弁２１４を経て第一段ナノろ過水２５として次工程の第一段逆浸透膜ユニットに送られる。第一段ナノろ過膜モジュール２１０ａ、２１０ｂのそれぞれ下流側から取り出された第一段ナノろ過膜ユニット下流側ナノろ過水は合流され、さらに第二段ナノろ過水２７と合わせて次工程の熱式蒸留ユニットへと送られる。また、取り出された第一段ナノろ過膜濃縮水は合流され、昇圧されて第二段ナノろ過膜モジュール２２０へと供給される。
FIG. 5 shows a case where the first-stage
この図５では、簡略化のため、第一段ナノろ過膜ユニット２１を、それを構成する２本の第一段ナノろ過膜モジュール２１０ａ、２１０ｂでもって図示しているが、これら第一段ナノろ過膜モジュール２１０ａ、２１０ｂのそれぞれの本数の配分は適宜決めればよい。
In FIG. 5, for the sake of simplicity, the first-stage
図６には、複数の多段ナノろ過膜ユニット２０ａ、２０ｂをそれぞれ並列に配設させた実施態様を示す。ここで、多段ナノろ過膜ユニット２０ａにおいて、塩水１０はＮＦ高圧ポンプ２３ａを経て、第一段ナノろ過膜ユニット２１ａに供給される。第一段ナノろ過膜ユニット２１ａから出た第一段ナノろ過水２５ａは、第一段ナノろ過水２５として次工程の第一段逆浸透膜ユニットへ送られる。また、第一段ナノろ過膜ユニット２１ａから出た第一段ナノろ過膜濃縮水２６ａはＮＦ昇圧ポンプ２４ａで昇圧されて第二段ナノろ過膜ユニット２２ａに供給されて、第二段ナノろ過水２７ａと第二段ナノろ過膜濃縮水２８ａが取り出される。同様にして、多段ナノろ過膜ユニット２１ｂにおいて、塩水１０から取り出された第一段ナノろ過水２５ｂと第二段ナノろ過水２７ｂは、第二段ナノろ過水２７ａと合流され、第二段ナノろ過水２７として次工程の熱式蒸留ユニットへと送られる。第二段ナノろ過膜濃縮水２８ａ、２８ｂは系外に排出される。
FIG. 6 shows an embodiment in which a plurality of multi-stage
この図６では、多段ナノろ過膜ユニット２０ａ、２０ｂを構成する機器、被処理水および処理水をそれぞれ区別するために、符号に添字ａ、ｂを付けているが、これら多段ナノろ過膜ユニット２０ａ、２０ｂのそれぞれの系列数の配分は適宜決めればよい。
In FIG. 6, in order to distinguish the devices constituting the multistage
本発明において、上流側ナノろ過水とは、例えば、図１に示したように第一段ナノろ過膜ユニット２１から得られる第一段ナノろ過水２５の全量であってもよいし、図２に示したように第一段ナノろ過膜ユニット２１から得られる第一段ナノろ過水２５のうち、第一段ナノろ過膜モジュール２１０の上流側ナノろ過膜エレメントから得られる第一段ナノろ過膜ユニット上流側ナノろ過水２１２であってもよい。また、図５に示したように、第一段ナノろ過膜ユニット２１から得られる第一段ナノろ過水２５のうち、第一段ナノろ過膜ユニット２１を構成する複数の並列配設された第一段ナノろ過膜モジュール２１０の一部のナノろ過膜モジュールの上流側ナノろ過膜エレメントから取り出される第一段ナノろ過膜モジュール上流側ナノろ過水２１２ａであってもよいし、図６に示したように、並列に配設された複数の多段ナノろ過膜ユニット２０のうちの一部の多段ナノろ過膜ユニット２０ａから得られる第一段ナノろ過水２５ａであってもよい。また、ここに挙げた手段を組合せて得られたナノろ過水であってもよい。即ち、二段以上に配設された多段ナノろ過膜ユニットから得られるナノろ過水を、上流側ナノろ過膜エレメントから得られるイオン含有量の少ない上流側ナノろ過水と、それよりはイオン含有量が多い下流側ナノろ過水とに分流して取り出すことができれば、上流側ナノろ過水の取り出し方は特に制限されるものではない。
In the present invention, the upstream nanofiltration water may be, for example, the total amount of the first
また、上流側ナノろ過水の流量を調整するための方法は特に制限されるものではないが、例えば、次のような手段が挙げられる。図１に示したように二段以上に配設されたナノろ過膜ユニットの第一段ナノろ過膜ユニット２１から得られる第一段ナノろ過水２５の全量を上流側ナノろ過水２５１とする場合には、ＮＦ高圧ポンプ２３による第一段ナノろ過膜ユニット２１への塩水の供給圧力の調整と、ＮＦ昇圧ポンプ２４による第二段ナノろ過膜ユニット２２への第一段ナノろ過膜濃縮水２６の供給圧力の調整とによって流量を調整する。並列に複数配設された多段ナノろ過膜ユニット２０のうちの任意の数の多段ナノろ過膜ユニットの運転を休止することによって流量を調整する。図２に示したような第一段ナノろ過膜ユニット上流側ナノろ過水流量調整弁２１４によって流量を調整する。あるいは、これらの流量調整手段を組合せて流量調整する。
Moreover, the method for adjusting the flow rate of the upstream nanofiltration water is not particularly limited, and examples thereof include the following means. When the total amount of the first-
このような流量調整手段を使用することにより、上流側ナノろ過水の流量と、下流側ナノろ過水の流量とを所望水準に調整し、そして、上流側ナノろ過水の流量と下流側ナノろ過水との流量の比率を所望水準に調整、変更すればよい。このように、上流側ナノろ過水の流量、下流側ナノろ過水の流量、それらの流量比率を調整し、変更することにより、上流側ナノろ過水および下流側ナノろ過水のそれぞれの水質、例えばＴＤＳ濃度やスケール成分の濃度を適宜変更することができる。 By using such flow rate adjusting means, the flow rate of the upstream nanofiltration water and the flow rate of the downstream nanofiltration water are adjusted to a desired level, and the flow rate of the upstream nanofiltration water and the downstream nanofiltration water are adjusted. What is necessary is just to adjust and change the ratio of the flow rate with water to a desired level. Thus, by adjusting and changing the flow rate of the upstream nanofiltration water, the flow rate of the downstream nanofiltration water, and the flow rate ratio thereof, the water quality of each of the upstream nanofiltration water and the downstream nanofiltration water, for example, The TDS concentration and the concentration of the scale component can be appropriately changed.
図３は、１０本のナノろ過膜エレメントを直列に配列したナノろ過膜ユニットによって塩水をナノろ過した場合における、上流側から下流側へと至る各ナノろ過膜エレメントから出るろ過水の水質を示すものである。ナノろ過膜ユニット内においては、その最上流から供給された塩水は、ナノろ過水が取り出された残りが順次下流側へと流れていくので下流側に至るほどＴＤＳ濃度が高くなり、従って、図３に示されるようにナノろ過膜ユニット内の各々のナノろ過膜エレメントから取り出されたナノろ過水も下流側に至るほどＴＤＳ濃度が高くなる。よって、上流側に位置するナノろ過膜エレメントから取り出された上流側ナノろ過水は、下流側に位置するナノろ過膜エレメントから取り出された下流側ナノろ過水や、上流側ナノろ過水と下流側ナノろ過水を混合したナノろ過水よりもＴＤＳ濃度が低くなる。 FIG. 3 shows the quality of filtrate water from each nanofiltration membrane element from the upstream side to the downstream side when saltwater is nanofiltered by a nanofiltration membrane unit in which 10 nanofiltration membrane elements are arranged in series. Is. In the nanofiltration membrane unit, the salt water supplied from the uppermost stream sequentially flows to the downstream side, and the TDS concentration increases toward the downstream side. 3, the TDS concentration increases as the nanofiltration water extracted from each nanofiltration membrane element in the nanofiltration membrane unit reaches the downstream side. Therefore, the upstream nanofiltration water extracted from the nanofiltration membrane element located on the upstream side is the downstream nanofiltration water extracted from the nanofiltration membrane element located on the downstream side, or the upstream nanofiltration water and the downstream side. The TDS concentration is lower than that of nanofiltration water mixed with nanofiltration water.
ここで、多段ナノろ過膜ユニットのナノろ過水を上流側ナノろ過水と下流側ナノろ過水とに分流させて取り出し、上流側ナノろ過水を逆浸透処理工程に供給することによって、上流側ナノろ過水の浸透圧がナノろ過水の浸透圧よりも低くできることから、逆浸透処理工程において、多段半透膜ユニットへの供給圧力を低くすることができ、エネルギー消費量を低減することができる。さらに、上流側ナノろ過水は、塩水に対してスケール成分の濃度が十分に低減されているために、逆浸透処理工程において、スケール析出を大幅に抑制でき、高い回収率で逆浸透処理水を得ることができる。 Here, by separating the nanofiltration water of the multistage nanofiltration membrane unit into upstream nanofiltration water and downstream nanofiltration water and taking out, and supplying the upstream nanofiltration water to the reverse osmosis treatment step, the upstream nanofiltration water is supplied. Since the osmotic pressure of filtered water can be lower than the osmotic pressure of nano-filtered water, the supply pressure to the multistage semipermeable membrane unit can be lowered in the reverse osmosis treatment step, and the energy consumption can be reduced. Furthermore, since the concentration of scale components in the upstream nanofiltrated water is sufficiently reduced with respect to salt water, scale precipitation can be greatly suppressed in the reverse osmosis treatment process, and reverse osmosis treated water can be obtained at a high recovery rate. Obtainable.
上流側ナノろ過水のＴＤＳ濃度は、多段ナノろ過膜ユニットに供給された塩水のＴＤＳ濃度にも左右されるが、ナノろ過膜エレメントの膜分離性能、多段ナノろ過膜ユニットへの供給圧力、ナノろ過工程での操作温度、ナノろ過工程での膜ろ過流束、ナノろ過工程での回収率、ナノろ過水を上流側ナノろ過水と下流側ナノろ過水とに分流する割合などを任意に設定することによって調整できる。これらのＴＤＳ濃度調整方法としては通常の方法を採用すればよいのであり、特に制限されるものではない。 The TDS concentration of the upstream nanofiltration water depends on the TDS concentration of salt water supplied to the multistage nanofiltration membrane unit, but the membrane separation performance of the nanofiltration membrane element, the supply pressure to the multistage nanofiltration membrane unit, Operation temperature in the filtration process, membrane filtration flux in the nanofiltration process, recovery rate in the nanofiltration process, ratio of splitting the nanofiltration water into the upstream nanofiltration water and the downstream nanofiltration water are arbitrarily set. It can be adjusted by doing. As these TDS concentration adjustment methods, ordinary methods may be adopted, and there is no particular limitation.
また、図３の場合、多段ナノろ過膜ユニットに、日本近海で採取した海水であって、ＴＤＳ＝３３，５００ｐｐｍ、カルシウムイオン＝２７０ｐｐｍ、硫酸イオン＝２，１００ｐｐｍの塩水を供給したものであるが、この場合、海水に対し、ナノろ過膜は、二価のイオンであるカルシウムイオンや硫酸イオンといったスケール成分を選択的に排除していることが分かる。そのため、下流側ナノろ過水では、塩水に対してスケール成分の濃度が十分に低減されていることから、熱式蒸留ユニットにおける回収率が、熱式蒸留ユニットへの供給水が塩水である場合にはスケール生成防止の観点から抑制されていたのに対し、熱式蒸留ユニットへの供給水が下流側ナノろ過水である場合の方が高くすることができる。 In the case of FIG. 3, the multistage nanofiltration membrane unit is seawater collected in the sea near Japan and supplied with salt water having TDS = 33,500 ppm, calcium ions = 270 ppm, sulfate ions = 2,100 ppm. In this case, it is understood that the nanofiltration membrane selectively excludes scale components such as calcium ions and sulfate ions, which are divalent ions, with respect to seawater. Therefore, in the downstream nano-filtered water, the concentration of the scale component is sufficiently reduced with respect to the salt water, so the recovery rate in the thermal distillation unit is when the supply water to the thermal distillation unit is salt water. Was suppressed from the viewpoint of prevention of scale formation, whereas the supply water to the thermal distillation unit can be made higher in the case of downstream nanofiltration water.
なお、回収率とは、各々の工程への供給水流量に対する処理水流量の割合である。例えば、ナノろ過工程では、供給された塩水に対するナノろ過水の割合であり、逆浸透処理工程では、供給された上流側ナノろ過水に対する半透膜透過水の割合であり、熱式蒸留工程では、供給された下流側ナノろ過水に対する蒸留水の割合、あるいは、供給された下流側ナノろ過水および半透膜濃縮水に対する蒸留水の割合である。本発明の脱塩方法では供給された塩水に対する半透膜透過水と蒸留水の混合水、の流量の割合である。 The recovery rate is the ratio of the treated water flow rate to the supply water flow rate for each process. For example, in the nanofiltration process, it is the ratio of nanofiltration water to the supplied salt water, in the reverse osmosis treatment process, it is the ratio of semipermeable membrane permeated water to the supplied upstream nanofiltration water, and in the thermal distillation process The ratio of distilled water to the supplied downstream nanofiltration water or the ratio of distilled water to the supplied downstream nanofiltration water and semipermeable membrane concentrated water. In the desalting method of this invention, it is the ratio of the flow volume of the semipermeable membrane permeated water and the mixed water of distilled water with respect to the supplied salt water.
多段ナノろ過膜ユニット２０へのＮＦ高圧ポンプ２３による塩水１０の供給圧力は、ナノろ過膜エレメントの種類、塩水の水質や水温、多段ナノろ過膜ユニット２０での回収率などによって適宜選択されるが、通常、０．１〜６．０ＭＰａ、好ましくは０．５〜４．５ＭＰａの範囲で選択される。
The supply pressure of the
また、ナノろ過膜ユニットにおいては、塩水の供給圧力は下流側に至るほど流路抵抗などの圧力損失によって漸減するうえに、供給された塩水は下流側に至るほどＴＤＳ濃度が高くなって浸透圧が高くなることから、ナノろ過膜にかかる供給圧力から塩水の浸透圧を差し引いた、ナノろ過に要する有効圧力は、下流側に至るほど低くなる。ここで、海水程度のＴＤＳ濃度を有する塩水のナノろ過にあたっては、ナノろ過膜ユニットの下流側に至るほど有効圧力が大きく減じられて、各々のナノろ過膜エレメントの造水量が、最上流側から下流側に至るほどに大幅に少なくなりがちになる。 In the nanofiltration membrane unit, the supply pressure of salt water gradually decreases due to pressure loss such as flow path resistance as it goes downstream, and the TDS concentration increases as the supplied salt water goes downstream. Therefore, the effective pressure required for nanofiltration obtained by subtracting the osmotic pressure of salt water from the supply pressure applied to the nanofiltration membrane decreases as it reaches the downstream side. Here, in the nanofiltration of salt water having a TDS concentration equivalent to seawater, the effective pressure is greatly reduced toward the downstream side of the nanofiltration membrane unit, and the amount of water produced in each nanofiltration membrane element is increased from the most upstream side. It tends to decrease significantly as it goes downstream.
そのため、複数段に構成された多段ナノろ過膜ユニット２０においては、各段のナノろ過膜ユニットの間に配置した昇圧ユニットによって、各々の段のナノろ過膜ユニットにおいて減じてしまった有効圧力を補填して、各々の段のナノろ過膜ユニットにおけるナノろ過膜エレメント１本あたりのろ過水量が均しくなるように調整するのが好ましい。この場合、一部のナノろ過膜エレメントへの水量的な負荷の偏りによる極端な膜の短寿命化などが起きず、膜寿命が均されて、例えば、ナノろ膜水質の推測、膜寿命の推定、膜エレメント交換などの維持管理などが容易になるので好ましい。
Therefore, in the multistage
特に、複数段に構成した多段ナノろ過膜ユニット２０におけるナノろ過水量に占める第一段ナノろ過膜ユニット２１からのナノろ過水量の割合が大きく、使用されるナノろ過膜エレメントの本数の割合も大きいことから、少なくとも第一段ナノろ過膜ユニット２１と第二段ナノろ過膜ユニット２２の間に昇圧ユニットを配置するのが好ましい。昇圧ユニットとしては、例えば昇圧ポンプ、ターボチャージャーが挙げられる。あるいは、例えば第一段ナノろ過膜ユニット２１のナノろ過水側に背圧をかけて、第一段ナノろ過膜ユニット２１における有効圧力を減じさせる方法も好ましいが、背圧をかけることによってエネルギー効率が低減されるので、背圧をかけることによるエネルギー効率の低減分の運転費用と、昇圧ユニットの設置費用および運転費用とを比較して、選択すればよい。
In particular, the ratio of the amount of nanofiltration water from the first stage
ここで、昇圧ユニットによって昇圧された供給圧力は、ナノろ過膜エレメントの種類、塩水の水質や水温、多段ナノろ過膜ユニット２０での回収率などによって適宜選択されるが、通常、０．５〜７．０ＭＰａの範囲で選択される。
Here, the supply pressure boosted by the boosting unit is appropriately selected depending on the type of nanofiltration membrane element, the quality and temperature of salt water, the recovery rate in the multistage
また、ナノろ過工程での回収率は、出来るだけ高い方が好ましいが、回収率が９０％を超えるとナノろ過膜面でスケール成分が析出して堆積し、膜が閉塞し易くなるので好ましくない。ここで、高い回収率としたときに最も問題となるのが塩水に含まれるスケール成分、特に硫酸カルシウムの析出である。硫酸カルシウムは主に２水和物（ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）で析出し、析出限界濃度は「膜利用ハンドブック」（大矢晴彦著）によれば約３，２８０ｐｐｍと報告されている。このデータから、析出限界のカルシウムイオン濃度は約９６５ｐｐｍ、硫酸イオン濃度は約２，３１５ｐｐｍが得られる。一方、海水中（日本近海、ＴＤＳ濃度が約３５，０００ｐｐｍとして）にはカルシウムイオンが約４００ｐｐｍ、硫酸イオンが約２，３００ｐｐｍ含まれているため、ナノろ過工程において塩水側のカルシウム濃度が析出限界濃度を超えなければスケール析出は起こらない。あるいはスケール生成防止剤を使用してスケール析出を抑制することもできる。また、回収率の下限については６０％が好ましい。６０％を下回ると後段の逆浸透処理工程や熱式蒸留工程において仮に８０〜９０％といった高い回収率を得たとしても、システム全体として５０〜５５％程度の回収率しか得られないので好ましくない。ナノろ過工程での回収率が低い場合、前処理の設備規模を大きくしなければならないので、経済的あるいはエネルギー的な損失が大きくなる。 The recovery rate in the nanofiltration step is preferably as high as possible, but if the recovery rate exceeds 90%, scale components are deposited and deposited on the surface of the nanofiltration membrane, which is not preferable. . Here, when the recovery rate is high, the most serious problem is the precipitation of scale components contained in the salt water, particularly calcium sulfate. Calcium sulfate is precipitated mainly as a dihydrate (CaSO 4 .2H 2 O), and the precipitation limit concentration is reported to be about 3,280 ppm according to “Membrane Utilization Handbook” (by Haruhiko Ohya). From this data, a precipitation limit calcium ion concentration of about 965 ppm and a sulfate ion concentration of about 2,315 ppm are obtained. On the other hand, seawater (the sea near Japan, TDS concentration is about 35,000 ppm) contains about 400 ppm calcium ions and about 2,300 ppm sulfate ions, so the calcium concentration on the salt water side is the precipitation limit in the nanofiltration process. If the concentration is not exceeded, scale deposition does not occur. Alternatively, scale deposition can be suppressed by using a scale formation inhibitor. The lower limit of the recovery rate is preferably 60%. If it is less than 60%, even if a high recovery rate of 80 to 90% is obtained in the subsequent reverse osmosis treatment process or thermal distillation process, it is not preferable because only the recovery rate of about 50 to 55% is obtained as a whole system. . If the recovery rate in the nanofiltration process is low, the scale of pretreatment must be increased, resulting in a large economic or energy loss.
ナノろ過工程での回収率は、ナノろ過膜ユニットへの塩水の供給圧力、ナノろ過膜エレメントの種類、塩水の水質や水温、スケール生成防止剤の添加などによって適宜選択されるが、好ましくは６０〜９０％、さらに好ましくは６５〜８５％の範囲である。 The recovery rate in the nanofiltration step is appropriately selected depending on the supply pressure of salt water to the nanofiltration membrane unit, the type of nanofiltration membrane element, the quality and temperature of the salt water, the addition of a scale formation inhibitor, and the like, but preferably 60 It is -90%, More preferably, it is the range of 65-85%.
ここで、多段半透膜ユニットは、一段以上の複数段の半透膜ユニットから構成されるものとする。多段半透膜ユニットへは、上流側ナノろ過水が供給水として供給される。通常、半透膜ユニットは半透膜濃縮水のＴＤＳ濃度に対応する浸透圧に約０．５〜３．０ＭＰａ程度を上乗せした圧力で運転を行うので、例えば、海水（日本近海、ＴＤＳ濃度が約３５，０００ｐｐｍとして）を供給水としたときは、供給圧力を約５ＭＰａ以上とする必要がある。これに対し、ナノろ過によってあらかじめＴＤＳ濃度を低減して浸透圧を低下させることによって、半透膜への供給圧力を低下させることができる。 Here, the multistage semipermeable membrane unit is composed of one or more stages of semipermeable membrane units. Upstream nanofiltration water is supplied to the multi-stage semipermeable membrane unit as supply water. Usually, the semipermeable membrane unit operates at a pressure obtained by adding about 0.5 to 3.0 MPa to the osmotic pressure corresponding to the TDS concentration of the semipermeable membrane concentrated water. When the supply water is about 35,000 ppm, the supply pressure needs to be about 5 MPa or more. On the other hand, the supply pressure to the semipermeable membrane can be reduced by reducing the osmotic pressure by reducing the TDS concentration in advance by nanofiltration.
本発明においては、多段ナノろ過膜ユニットにおいて得られたナノろ過水を、相対的にＴＤＳ濃度の低い上流側ナノろ過水と、それよりもＴＤＳ濃度の高い下流側ナノろ過水に分流したうえで、上流側ナノろ過水を多段半透膜ユニットに供給するために、多段ナノろ過膜ユニットナノろ過水（上流側ナノろ過水と下流側ナノろ過水を混合したものにあたるので、ＴＤＳ濃度は上流側ナノろ過水よりは高く、下流側ナノろ過水よりは低い。従って、その浸透圧は上流側ナノろ過水よりも高い）を多段半透膜ユニットに供給するときの供給圧力よりも、さらに供給圧力を低めることができるので好ましい。特に、浸透圧の低下による供給圧力の低減効果は、直接的にエネルギー消費量に比例するために、相対的にＴＤＳ濃度の低い上流側ナノろ過水を多段半透膜ユニットに供給することによって、ＲＯ供給ポンプのエネルギー消費量を効果的に低減できる。 In the present invention, the nanofiltration water obtained in the multistage nanofiltration membrane unit is divided into an upstream nanofiltration water having a relatively low TDS concentration and a downstream nanofiltration water having a higher TDS concentration. In order to supply the upstream nanofiltration water to the multistage semipermeable membrane unit, the multistage nanofiltration membrane unit nanofiltration water (which is a mixture of upstream nanofiltration water and downstream nanofiltration water, the TDS concentration is upstream It is higher than the nanofiltration water and lower than the downstream nanofiltration water, so its osmotic pressure is higher than that of the upstream nanofiltration water). Is preferable. In particular, since the effect of reducing the supply pressure due to the decrease in osmotic pressure is directly proportional to the energy consumption, by supplying the upstream nanofiltrated water having a relatively low TDS concentration to the multistage semipermeable membrane unit, The energy consumption of the RO supply pump can be effectively reduced.
多段半透膜ユニットへの上流側ナノろ過水の供給圧力は、半透膜エレメントの種類、上流側ナノろ過水の水質や水温、多段半透膜ユニットでの回収率などによって適宜選択されるが、通常、０．５〜８．０ＭＰａ、好ましくは１．０〜７．０ＭＰａの範囲で選択される。 The supply pressure of the upstream nanofiltration water to the multistage semipermeable membrane unit is appropriately selected according to the type of semipermeable membrane element, the quality and temperature of the upstream nanofiltration water, the recovery rate in the multistage semipermeable membrane unit, etc. Usually, it is selected in the range of 0.5 to 8.0 MPa, preferably 1.0 to 7.0 MPa.
また、複数段に構成された多段半透膜ユニットにおいては、各段の半透膜ユニットの間に配置した昇圧ユニットによって、各々の段の半透膜ユニットにおいて減じてしまった有効圧力を補填して、各々の段の半透膜ユニットにおける半透膜エレメント１本あたりの透過水量が均しくなるように調整するのが好ましい。特に、多段半透膜ユニットにおける透過水量に占める第一段半透膜ユニットからの透過水量の割合が大きく、使用される半透膜エレメントの本数の割合も大きいことから、少なくとも第一段半透膜ユニットと第二段半透膜ユニットの間に昇圧ユニットを配置するのが好ましい。昇圧ユニットとしては、例えば昇圧ポンプ、ターボチャージャーが挙げられる。あるいは、例えば第一段半透膜ユニットの半透膜透過水側に背圧をかけて、第一段半透膜ユニットにおける有効圧力を減じさせる方法も好ましいが、背圧をかけることによってエネルギー効率が低減されるので、背圧をかけることによるエネルギー効率の低減分の運転費用と、昇圧ユニットの設置費用および運転費用とを比較して、選択すればよい。 In a multi-stage semipermeable membrane unit configured in multiple stages, the pressure increase unit disposed between the semipermeable membrane units of each stage compensates for the effective pressure that has been reduced in the semipermeable membrane units of each stage. Thus, it is preferable to adjust the amount of permeated water per semipermeable membrane element in each stage of the semipermeable membrane unit. In particular, the ratio of the amount of permeated water from the first-stage semipermeable membrane unit to the amount of permeated water in the multistage semipermeable membrane unit is large, and the proportion of the number of semipermeable membrane elements used is also large. It is preferable to arrange a boosting unit between the membrane unit and the second-stage semipermeable membrane unit. Examples of the boosting unit include a boosting pump and a turbocharger. Alternatively, for example, a method of reducing the effective pressure in the first-stage semipermeable membrane unit by applying back pressure to the semipermeable membrane permeated water side of the first-stage semipermeable membrane unit is also preferable, but energy efficiency is improved by applying the back pressure. Therefore, the operation cost for reducing the energy efficiency by applying the back pressure may be compared with the installation cost and the operation cost of the boosting unit.
ここで、昇圧ユニットによって昇圧された供給圧力は、半透膜エレメントの種類、上流側ナノろ過水の水質や水温、多段半透膜ユニットでの回収率などによって適宜選択されるが、通常、１．０〜１０ＭＰａの範囲で選択される。 Here, the supply pressure boosted by the boosting unit is appropriately selected depending on the type of the semipermeable membrane element, the quality and temperature of the upstream nanofiltration water, the recovery rate in the multistage semipermeable membrane unit, etc. It is selected in the range of 0 to 10 MPa.
逆浸透処理工程における回収率は、出来るだけ高い方が好ましいが、回収率を９０％よりも大きくすると、濃縮水の流量が少なくなり、半透膜面での濃度分極現象が大きくなり、膜面での実質的なＴＤＳ濃度が高くなるため、浸透圧が上昇することになってエネルギー消費量が大きくなり、効率的に淡水を得ることが出来なくなるばかりか、淡水のＴＤＳ濃度も上昇するので好ましくない。また、上流側ナノろ過水は、塩水に比べてＴＤＳ濃度が低減されているのと同時に、スケール成分の濃度が十分に低減されている。 The recovery rate in the reverse osmosis treatment step is preferably as high as possible. However, if the recovery rate is greater than 90%, the flow rate of concentrated water decreases, and the concentration polarization phenomenon on the semipermeable membrane surface increases, and the membrane surface As the substantial TDS concentration in the water increases, the osmotic pressure increases, the energy consumption increases, and it becomes impossible not only to obtain fresh water efficiently but also to increase the TDS concentration of fresh water. Absent. Further, the upstream nanofiltrated water has a TDS concentration reduced as compared with the salt water, and at the same time, the concentration of the scale component is sufficiently reduced.
例えば、硫酸カルシウムの場合、析出限界のカルシウムイオン濃度は約９６５ｐｐｍ、硫酸イオン濃度は約２，３１５ｐｐｍであるのに対し、図３に示した日本近海の海水のナノろ過水の硫酸イオン濃度は５０ｐｐ未満であることから、回収率９０％とした場合でもスケール析出の可能性はないといえる。よって、回収率は、スケール析出性を考慮せずに、水の回収率とエネルギー消費量とを考慮して適宜決めることができる。また、回収率を６０％よりも小さくするのは、得られる淡水の水質を特に良くしたり、エネルギー消費量を低減したりする上では好ましいが、ナノろ過工程と逆浸透処理工程とを合わせた回収率として４０〜５５％程度しか得られないので、好ましくない。 For example, in the case of calcium sulfate, the calcium ion concentration at the precipitation limit is about 965 ppm and the sulfate ion concentration is about 2,315 ppm, whereas the sulfate ion concentration of nanofiltration water in seawater near Japan shown in FIG. Therefore, it can be said that there is no possibility of scale precipitation even when the recovery rate is 90%. Therefore, the recovery rate can be appropriately determined in consideration of the water recovery rate and the energy consumption amount without considering the scale precipitation. In addition, it is preferable to reduce the recovery rate to less than 60% in order to particularly improve the quality of the obtained fresh water or reduce the energy consumption. However, the nanofiltration step and the reverse osmosis treatment step are combined. Since only a recovery rate of about 40 to 55% is obtained, it is not preferable.
しかしながら、本発明においては、第二段半透膜濃縮水を熱式蒸留ユニットへの供給水の一部とする場合、逆浸透膜処理工程における回収率を５０％程度としても、熱式蒸留ユニットにおける回収率を仮に６０〜７０％として運転した場合には、逆浸透処理工程で得られる半透膜透過水と、熱式蒸留工程によって第二段半透膜濃縮水から得られる蒸留水とを合わせると上流側ナノろ過水のうち８０〜９０％程度を淡水として回収できる。よって、逆浸透処理工程における回収率は、第二段半透膜濃縮水を熱式蒸留ユニットに供給する場合、逆浸透処理工程と熱式蒸留工程とを合わせた回収率とエネルギー消費量とを比較して適宜選択すればよい。 However, in the present invention, when the second-stage semipermeable membrane concentrated water is used as a part of the water supplied to the thermal distillation unit, the thermal distillation unit can be used even if the recovery rate in the reverse osmosis membrane treatment step is about 50%. If the recovery rate is 60 to 70%, the semipermeable membrane permeated water obtained in the reverse osmosis treatment step and the distilled water obtained from the second stage semipermeable membrane concentrated water by the thermal distillation step are used. Together, about 80-90% of the upstream nanofiltration water can be recovered as fresh water. Therefore, the recovery rate in the reverse osmosis treatment step is the sum of the recovery rate and energy consumption of the reverse osmosis treatment step and the thermal distillation step when the second-stage semipermeable membrane concentrated water is supplied to the thermal distillation unit. What is necessary is just to select suitably in comparison.
よって、本発明においては逆浸透処理工程における回収率の好ましい範囲は、半透膜エレメントの種類、上流側ナノろ過水の水質や水温、多段半透膜ユニットへの供給圧力、第二段半透膜濃縮水の熱式蒸留ユニットへの供給の有無などによって適宜選択されるが、５０〜８５％である。 Therefore, in the present invention, the preferable range of the recovery rate in the reverse osmosis treatment step includes the type of semipermeable membrane element, the quality and temperature of the upstream nanofiltration water, the supply pressure to the multistage semipermeable membrane unit, the second stage semipermeable membrane. Although it is suitably selected depending on the presence or absence of supply to the thermal distillation unit of membrane concentrated water, it is 50 to 85%.
また、本発明においては、多段ナノろ過膜ユニットや多段半透膜ユニットにエネルギー回収装置を設置しても構わない。エネルギー回収装置としては、例えばぺルトン水車、逆転ポンプ、ターボチャージャー、ワークエクスチェンジャー、プレッシャーエクスチェンジャーなどが挙げられる。多段ナノろ過膜ユニットや多段半透膜ユニットにエネルギー回収装置を設置することは、ＮＦ高圧ポンプ、ＮＦ昇圧ポンプ、ＲＯ高圧ポンプ、ＲＯ昇圧ポンプに使用されるエネルギー消費量を大幅に回収できるので好ましい。 Moreover, in this invention, you may install an energy recovery apparatus in a multistage nanofiltration membrane unit or a multistage semipermeable membrane unit. Examples of the energy recovery device include a Pelton turbine, a reversing pump, a turbocharger, a work exchanger, and a pressure exchanger. It is preferable to install an energy recovery device in a multistage nanofiltration membrane unit or a multistage semipermeable membrane unit because the energy consumption used in the NF high pressure pump, NF boost pump, RO high pressure pump, and RO boost pump can be significantly recovered. .
本発明において、半透膜としてナノろ過膜あるいは逆浸透膜を使用することができるが、その処理水の水質、あるいはその処理水と蒸留水とを混合して得られる淡水の水質、例えばＴＤＳ濃度を考慮して、半透膜の種類を適宜選択すればよい。半透膜として逆浸透膜を使用する場合、逆浸透膜はナノろ過膜よりも排除率が高いことから、半透膜としてナノろ過膜を使用した場合よりも逆浸透処理水のＴＤＳ濃度を十分に低くすることができるために好ましい。 In the present invention, a nanofiltration membrane or a reverse osmosis membrane can be used as a semipermeable membrane. The quality of the treated water or the quality of fresh water obtained by mixing the treated water and distilled water, for example, the TDS concentration In consideration of the above, the type of the semipermeable membrane may be appropriately selected. When a reverse osmosis membrane is used as a semipermeable membrane, the reverse osmosis membrane has a higher rejection rate than a nanofiltration membrane, so the TDS concentration of reverse osmosis treated water is sufficiently higher than when a nanofiltration membrane is used as a semipermeable membrane. It is preferable because it can be lowered.
熱式蒸留ユニットとしては、例えば、多段フラッシュ蒸留（ＭＳＦＤ）、多重効用蒸留（ＭＥＤ）、蒸気圧縮蒸留（ＶＣＤ）、あるいはこれらを複合させた蒸留方法が挙げられるが、これらに限られるものではない。熱式蒸留ユニットから、蒸留された不純物が非常に少ない淡水である蒸留水と、濃縮水であるブローダウンが排出される。 Examples of the thermal distillation unit include, but are not limited to, multistage flash distillation (MSFD), multiple effect distillation (MED), vapor compression distillation (VCD), or a distillation method that combines these. . From the thermal distillation unit, distilled water, which is fresh water with very little distilled impurities, and blowdown, which is concentrated water, are discharged.
熱式蒸留ユニットへの供給水として、塩水よりもカルシウムイオン、マグネシウムイオン、重炭酸イオン、炭酸イオン、硫酸イオンなどのスケール成分が低減されたナノろ過水を用いることによって、熱式蒸留ユニットの最高ブライン温度（ＴＢＴ）を、従来技術よりも高めることが可能となり、回収率の向上、エネルギー効率の向上を図ることができる。ここで、上流側ナノろ過水と下流側ナノろ過水を混合したナノろ過水に比べて、下流側ナノろ過水はＴＤＳ濃度が高くなるために、ナノろ過水よりも下流側ナノろ過水の方が沸点が上昇する。例えば、ナノろ過水よりも下流側ナノろ過水の方がＴＤＳ濃度として１０，０００ｍｇ／Ｌ高い場合でも、沸点は０．２℃程度しか上昇しないために、熱式蒸留ユニットにおけるエネルギー消費量は大きく変わらない。 By using nano-filtered water with reduced scale components such as calcium ion, magnesium ion, bicarbonate ion, carbonate ion and sulfate ion as the water supply to the thermal distillation unit, the best of the thermal distillation unit The brine temperature (TBT) can be increased as compared with the prior art, and the recovery rate and energy efficiency can be improved. Here, the downstream nanofiltration water has a higher TDS concentration than the nanofiltration water mixed with the upstream nanofiltration water and the downstream nanofiltration water. Increases the boiling point. For example, even if the downstream nanofiltration water has a TDS concentration of 10,000 mg / L higher than the nanofiltration water, the boiling point rises only by about 0.2 ° C., so the energy consumption in the thermal distillation unit is large. does not change.
熱式蒸留ユニットへの供給水として、下流側ナノろ過水を用いることでＴＢＴの上昇に伴う回収率の向上が見込めるが、この下流側ナノろ過水に塩水１１を混合することによって、ナノろ過工程、逆浸透処理工程、熱式蒸留工程から構成されるハイブリッド方式海水淡水化システム全体の回収率が向上するので好ましい。
By using the downstream nanofiltration water as the feed water to the thermal distillation unit, the recovery rate can be expected to increase as TBT rises. By mixing the
また、この下流側ナノろ過水に第二段半透膜濃縮水を混合して熱式蒸留ユニットに供給することで、ナノろ過工程、逆浸透処理工程、熱式蒸留工程から構成されるハイブリッド方式海水淡水化システム全体の回収率が、さらに向上するので好ましい。 Also, a hybrid system consisting of a nanofiltration step, a reverse osmosis treatment step, and a thermal distillation step by mixing the downstream nanofiltration water with the second-stage semipermeable membrane concentrated water and supplying it to the thermal distillation unit Since the recovery rate of the whole seawater desalination system further improves, it is preferable.
ここで、第二段半透膜濃縮水に含まれる各々のスケール成分濃度は、半透膜エレメントの種類、上流側ナノろ過水の水質や水温、多段半透膜ユニット３０への供給圧力や回収率によって変動するが、通常、塩水に含まれる各々のスケール成分濃度よりも低いため、熱式蒸留ユニットに塩水を供給する場合よりも第二段半透膜濃縮水を供給する場合の方が、より高い淡水の回収率を得ることができる。このとき、第二段半透膜濃縮水を熱式蒸留ユニットに全量を供給しても構わないし、第二段半透膜濃縮水供給弁および第二段半透膜濃縮水放流弁を使用して第二段半透膜濃縮水の一部を熱式蒸留ユニットに供給しても構わない。下流側ナノろ過水、第二段半透膜濃縮水、塩水とを混合して得られる水質によって適宜決めればよい。この場合、例えば、スケール成分の濃度と、ナトリウムや塩化物イオン濃度を、第二段半透膜濃縮水の供給量の判断基準とすればよい。
Here, the concentration of each scale component contained in the second stage semipermeable membrane concentrated water is the type of semipermeable membrane element, the quality and temperature of the upstream nanofiltration water, the supply pressure to the multistage
ここで、図７は本発明の脱塩方法の好ましい一実施様態を示す工程概略図である。 Here, FIG. 7 is a process schematic diagram showing a preferred embodiment of the desalting method of the present invention.
図７では、海水１０を熱交換器５０により加熱して供給する。この熱交換器５０としては温廃水５１を利用して加熱する装置を示すが、塩水を温めることができる加熱装置であれば特に制限されるものではなく、プレート式、二重管式、多管円筒式、渦巻管式などが挙げられる。ここで、温廃水５１としては、塩水を温めることができる熱量を有している廃水であり、例えば、蒸気供給装置から輸送された加熱蒸気、熱式蒸留ユニット４０から発生する廃熱による温熱水を使用することができる。
In FIG. 7, the
多段ナノろ過膜ユニットに供給させる塩水を所定温度に加熱して温水とすることでナノろ過膜の透水性が向上し、多段ナノろ過膜ユニットの供給圧力を下げることが可能となり、さらには、多段ナノろ過膜ユニットの後段の多段半透膜ユニットの供給圧力を下げることも可能となる。このことによって、エネルギー消費量を低減することができる。さらに塩水を加熱するための熱源として熱式蒸留ユニットから発生する廃熱を使用すると、加熱に使用するエネルギー消費量をも低減することができる。 Heating the salt water supplied to the multistage nanofiltration membrane unit to a predetermined temperature to make warm water improves the water permeability of the nanofiltration membrane, lowering the supply pressure of the multistage nanofiltration membrane unit, and It is also possible to lower the supply pressure of the multistage semipermeable membrane unit at the subsequent stage of the nanofiltration membrane unit. This can reduce energy consumption. Furthermore, if the waste heat generated from the thermal distillation unit is used as a heat source for heating the salt water, the energy consumption used for the heating can also be reduced.
また、通常、塩水の水温が年間変動する場合には、多段ナノろ過膜ユニットのナノろ過水流量を一定に保つために、水温が低下した場合には塩水の供給圧力を高くしたり、水温が上昇した場合には塩水の供給圧力を低くしたり、多段ナノろ過膜ユニット内で使用するナノろ過膜モジュールの本数を減らしたりする煩雑な運転制御を行うことが必要である。これに対し、熱交換器を使用して年間を通して塩水の水温を略一定水準に制御することによって、ナノろ過膜の透水性を一定に保つことができるので、塩水の供給圧力を年間を通じて一定に維持すればよく、塩水の供給圧力の制御やナノろ過膜モジュールの本数の変更などといった多段ナノろ過膜ユニットの運転制御を簡略化でき、運転コストを低減することができる。同様に、多段ナノろ過膜ユニットの後段の多段半透膜ユニットにおいても、水温変動に伴う煩雑な運転制御を簡略化できるために運転コストを低減することができる。さらに、年間を通じてナノろ過膜、逆浸透膜の透水性を一定に保つことから、設計時の膜分離性能、膜ユニット性能の予測が容易となるので好ましい。 In general, when the salt water temperature fluctuates annually, in order to keep the nanofiltration water flow rate of the multistage nanofiltration membrane unit constant, when the water temperature decreases, the salt water supply pressure is increased or the water temperature is reduced. When it rises, it is necessary to perform complicated operation control such as lowering the supply pressure of salt water or reducing the number of nanofiltration membrane modules used in the multistage nanofiltration membrane unit. In contrast, by using a heat exchanger to control the temperature of salt water to a substantially constant level throughout the year, the water permeability of the nanofiltration membrane can be kept constant, so that the salt water supply pressure can be kept constant throughout the year. The operation control of the multi-stage nanofiltration membrane unit such as control of salt water supply pressure and change of the number of nanofiltration membrane modules can be simplified, and the operation cost can be reduced. Similarly, in the multi-stage semipermeable membrane unit subsequent to the multi-stage nanofiltration membrane unit, it is possible to simplify complicated operation control associated with fluctuations in water temperature, so that the operation cost can be reduced. Furthermore, since the water permeability of the nanofiltration membrane and reverse osmosis membrane is kept constant throughout the year, the membrane separation performance and membrane unit performance at the time of design are easily predicted, which is preferable.
ここで、塩水を熱交換器によって加熱する温度水準は、好ましくは３０〜５０℃、さらに好ましくは３５〜４５℃の範囲である。加熱装置を使用して年間を通じて塩水を一定の水温に保つ場合、少なくとも年間変動する塩水の最高水温程度あるいはそれ以上にしなければならない。一方、一般に水温が高くなるほどナノろ過膜や逆浸透膜の透水性は向上するが、逆に排除率が低下してナノろ過水や逆浸透処理水のＴＤＳ濃度が高くなること、ナノろ過膜エレメントや逆浸透膜エレメントの温度耐久性を考慮すると、塩水の温度は３５〜４５℃の範囲内の所定温度となるように加熱することが好ましい。 Here, the temperature level which heats salt water with a heat exchanger becomes like this. Preferably it is 30-50 degreeC, More preferably, it is the range of 35-45 degreeC. When using a heating device to maintain salt water at a constant temperature throughout the year, it must be at least about the maximum temperature of salt water that fluctuates annually. On the other hand, the water permeability of nanofiltration membranes and reverse osmosis membranes generally improves as the water temperature increases, but conversely, the rejection rate decreases and the TDS concentration of nanofiltration water and reverse osmosis treated water increases, nanofiltration membrane elements In view of the temperature durability of the reverse osmosis membrane element, it is preferable to heat the salt water so that the salt water has a predetermined temperature in the range of 35 to 45 ° C.
ここで、多段ナノろ過膜ユニットから得られるナノろ過水の全水量に対する上流側ナノろ過水の水量の比率を年間で変動させる場合、その比率の年平均値（Ａ）よりも前記比率が小さくなるように流量調整する逆浸透処理工程低稼働率モードと、前期比率の年平均値（Ａ）よりも前記比率が大きくなるように流量調整する逆浸透処理工程高稼働率モードとを設ける。 Here, when the ratio of the amount of the upstream nanofiltration water to the total amount of the nanofiltration water obtained from the multistage nanofiltration membrane unit is changed year by year, the ratio is smaller than the annual average value (A) of the ratio. Thus, a reverse osmosis treatment process low operation rate mode for adjusting the flow rate and a reverse osmosis treatment process high operation rate mode for adjusting the flow rate so that the ratio is larger than the annual average value (A) of the previous period ratio are provided.
逆浸透処理工程低稼働率モードでは、逆浸透処理工程に供給される上流側ナノろ過水の流量が減るために、並列に複数配設された多段半透膜ユニットの一部を休止させたり、多段半透膜ユニット内で並列に複数配設された半透膜モジュールの一部を休止させたりして多段半透膜ユニットの稼働率を低くすることによって、逆浸透処理工程における流量バランスを一定に保てばよい。一方、熱式蒸留工程に供給される下流側ナノろ過水の流量が増えるために、下流側ナノろ過水のＴＤＳ濃度およびスケール成分の濃度が低くなり、例えば熱式蒸留工程での最高ブライン温度（ＴＢＴ）を高くして回収率を向上させたり、並列に複数配設された熱式蒸留ユニットのうち、休止させていた熱式蒸留ユニットを運転させたりして熱式蒸留ユニットの稼働率を高くすることによって、熱式蒸留工程に供給される下流側ナノろ過水の流量増加に対応すればよい。 In the reverse osmosis treatment process low operation rate mode, in order to reduce the flow rate of the upstream nanofiltration water supplied to the reverse osmosis treatment process, some of the multi-stage semipermeable membrane units arranged in parallel are suspended, The flow rate balance in the reverse osmosis treatment process is kept constant by lowering the operation rate of the multistage semipermeable membrane unit by suspending some of the semipermeable membrane modules arranged in parallel in the multistage semipermeable membrane unit. You can keep it. On the other hand, since the flow rate of the downstream nanofiltration water supplied to the thermal distillation process increases, the TDS concentration of the downstream nanofiltration water and the concentration of the scale component are reduced. For example, the maximum brine temperature ( Increase the operating rate of the thermal distillation unit by increasing the TBT) to improve the recovery rate, or operating the thermal distillation unit that has been suspended among the thermal distillation units arranged in parallel. By doing so, it is only necessary to cope with an increase in the flow rate of the downstream nanofiltration water supplied to the thermal distillation process.
逆浸透処理工程高稼働率モードでは、逆浸透処理工程に供給される上流側ナノろ過水の流量が増えるために、並列に複数配設された多段半透膜ユニットのうち、休止させていた多段半透膜ユニットを運転させたり、多段半透膜ユニット内で並列に複数配設された半透膜モジュールのうち、休止させていた半透膜モジュールを運転させたりすることによって、逆浸透処理工程における流量バランスを一定に保てばよい。一方、熱式蒸留工程に供給される下流側ナノろ過水の流量が減るために、下流側ナノろ過水のＴＤＳ濃度およびスケール成分の濃度が高くなり、例えば熱式蒸留工程での最高ブライン温度（ＴＢＴ）を低くして回収率を低下させたり、並列に複数配設された熱式蒸留ユニットの一部を休止させたりして熱式蒸留ユニットの稼働率を低くすることによって、熱式蒸留工程に供給される下流側ナノろ過水の流量減少に対応すればよい。 In the reverse osmosis treatment process high operation rate mode, the flow rate of the upstream nanofiltration water supplied to the reverse osmosis treatment process is increased, so that the multistage semipermeable membrane units arranged in parallel are suspended. Reverse osmosis treatment process by operating a semipermeable membrane unit or operating a semipermeable membrane module that has been suspended among a plurality of semipermeable membrane modules arranged in parallel in a multistage semipermeable membrane unit What is necessary is just to keep the flow volume balance in. On the other hand, since the flow rate of the downstream nanofiltration water supplied to the thermal distillation process is reduced, the concentration of the TDS concentration and the scale component in the downstream nanofiltration water is increased. For example, the maximum brine temperature ( Thermal distillation process by lowering the operating rate of the thermal distillation unit by lowering the TBT) and reducing the recovery rate, or by suspending some of the thermal distillation units arranged in parallel. What is necessary is just to respond | correspond to the flow volume reduction | decrease of the downstream nanofiltration water supplied to the.
また、年間を通じて水需要の変動が小さく、一方、電力需要が季節において、あるいは日中において変動する場合には、上記した運転モード切替えによる運転を行うことが好ましい。そのような場合としては、例えば、中東のような地域において、塩水の淡水化に要するエネルギーを電力に依存する膜分離法と、発電量の増大に伴って廃蒸気を熱源とする熱式蒸留法とを組み合わせて実施する複合プラントがあげられる。この複合プラントでは、各々の淡水生産量を任意に変動できることによって、高い回収率を維持したまま、高いエネルギー効率で塩水から淡水を得ることができる。 In addition, when the fluctuation of water demand is small throughout the year, while the electric power demand fluctuates during the season or during the day, it is preferable to perform the operation by switching the operation mode described above. In such a case, for example, in a region such as the Middle East, a membrane separation method that depends on electric power for energy required for desalination of salt water, and a thermal distillation method that uses waste steam as a heat source as the amount of power generation increases. And a combined plant implemented in combination. In this complex plant, each fresh water production amount can be arbitrarily changed, so that fresh water can be obtained from salt water with high energy efficiency while maintaining a high recovery rate.
電力需要が最大であって電力供給にかかるコストが高まる高電力需要期には、ナノろ過工程や逆浸透処理工程における供給圧力や稼働率を低くして運転を行うことにより電力の使用量を抑制することができる。例えば、多段ナノろ過膜ユニットから得られるナノろ過水全量の水量に対する上流側ナノろ過水の水量の比率を小さくする逆浸透処理工程低稼働率モードにすることにより、電力の使用量を抑制することができる。この場合には、下流側ナノろ過水に含まれるスケール成分の濃度やＴＤＳ濃度を低くでき、熱式蒸留工程での回収率を向上できる。あるいは熱式蒸留工程への供給水に半透膜濃縮水や塩水を混合することにより、システム全体の回収率を維持することができる。従って、高電力需要期には、逆浸透処理工程低稼働率モードや上記した方法のうちから選択した条件を行うことで、エネルギー効率を高く保ったまま塩水から淡水を得ることができるようになる。 In the high power demand period, when electricity demand is the highest and the cost of power supply is rising, the amount of power consumption is reduced by lowering the supply pressure and operating rate in the nanofiltration process and reverse osmosis treatment process. can do. For example, by using the reverse osmosis treatment process low operating rate mode to reduce the ratio of the amount of upstream nanofiltration water to the total amount of nanofiltration water obtained from the multistage nanofiltration membrane unit, the amount of power used can be suppressed. Can do. In this case, the concentration of the scale component and the TDS concentration contained in the downstream nanofiltration water can be lowered, and the recovery rate in the thermal distillation process can be improved. Alternatively, the recovery rate of the entire system can be maintained by mixing semipermeable membrane concentrated water or salt water with the water supplied to the thermal distillation process. Therefore, during high power demand periods, fresh water can be obtained from salt water while maintaining high energy efficiency by performing conditions selected from the reverse osmosis treatment process low operation rate mode and the above-described method. .
これとは反対に、電力需要のオフピークである低電力需要期では、ナノろ過工程や逆浸透処理工程においては、余剰傾向の電力を利用して高い供給圧力や高い稼働率で運転を行うことができる。例えば、多段ナノろ過膜ユニットから得られるナノろ過水全量の水量に対する上流側ナノろ過水の水量の比率を大きくする逆浸透処理工程高稼働率モードにすることで、高い回収率で半透膜透過水を得ることができ、システム全体の生産性およびエネルギー効率を増大させることができる。 On the other hand, in the low power demand period, which is the off-peak of power demand, in the nanofiltration process and reverse osmosis treatment process, surplus power can be used to operate at high supply pressure and high operating rate. it can. For example, the reverse osmosis treatment process that increases the ratio of the amount of upstream nanofiltration water to the total amount of nanofiltration water obtained from the multistage nanofiltration membrane unit makes it possible to permeate the semipermeable membrane with a high recovery rate by setting it to the high operation rate mode. Water can be obtained and the overall system productivity and energy efficiency can be increased.
かかるハイブリッド方式海水淡水化システムにおける水量やエネルギーの分配の変更は通常の方法によって容易に行うことができるために、システム全体を年間を通して、高い回収率かつ高いエネルギー効率となるような最適条件に設定して運転することができる。 Since changes in water volume and energy distribution in such a hybrid seawater desalination system can be easily performed by ordinary methods, the entire system is set to the optimum conditions for high recovery and high energy efficiency throughout the year. And can drive.
図４に示す多段ナノろ過膜ユニット２０と多段逆浸透膜ユニット３０とから構成される膜使用脱塩装置（工程）を使用して塩水１０の淡水化を行った。塩水１０としては、ＴＤＳ濃度３３，５００ｐｐｍ程度の海水を原水とし、夾雑物除去、ｐＨ調整、凝集、砂ろ過からなる前処理を行って得られた塩水を供給した。
The
なお、多段ナノろ過膜ユニット２０では、膜面積が２８ｍ２のナノろ過膜エレメント（東レ株式会社製、ＳＵ−６２０）を圧力容器内に６本入れて構成したナノろ過膜モジュール２本（並列配置）を、第一段ナノろ過膜ユニットとし、同様のナノろ過膜モジュール１本を第二段ナノろ過膜ユニットとした。そのナノろ過膜エレメントの性能は、温度２５℃、ｐＨ６．５、濃度５００ｐｐｍの塩化ナトリウム水溶液を０．３５ＭＰａで供給したとき、塩化ナトリウム除去率５５％、ろ過水量１８ｍ３／日である。
In the multistage
多段逆浸透膜ユニット３０では、膜面積が７ｍ２の逆浸透膜エレメントＡ（東レ株式会社製、ＳＵ−８１０）を圧力容器内に６本入れて構成した逆浸透膜モジュール２本（並列配置）を、第一段逆浸透膜ユニットとし、また、膜面積が７ｍ２の逆浸透膜エレメントＢ（東レ株式会社製、ＳＵ−８１０ＢＣＭ）を圧力容器内に６本入れて構成した逆浸透膜モジュール１本を、第二段逆浸透膜ユニットとした。逆浸透膜エレメントＡの性能は、温度２５℃、ｐＨ６．５、濃度３５，０００ｐｐｍの塩化ナトリウム水溶液を５．５ＭＰａで供給したとき、塩化ナトリウム除去率９９．７５％、ろ過水量４．０ｍ３／日である。逆浸透膜エレメントＢは、東レ株式会社製のＳＵ−８２０ＢＣＭの直径４インチ版エレメントであり、この膜エレメントの耐圧性能が１０ＭＰａである。
In the multistage reverse
この多段ナノろ過膜ユニット２０の第一段ナノろ過膜ユニット２１へ、ＮＦ高圧ポンプ２３で、塩水１０を１．７ＭＰａに昇圧して供給した。第一段ナノろ過膜ユニット２１のナノろ過水側には、第一段ナノろ過膜ユニットナノろ過水流量調整弁２１４によって０．２ＭＰａの背圧をかけて、第一段ナノろ過膜ユニット２１でのナノろ過を行った。このとき、多段ナノろ過膜ユニット２０での回収率は８０％で、その内訳は第一段ナノろ過膜ユニット２１で回収率５５％、第二段ナノろ過膜ユニット２２で回収率２５％であった。また、このときに得られたナノろ過水の水質を表１に示す。ここで、多段ナノろ過膜ユニットナノろ過水は、第一段ナノろ過膜ユニット２１からのナノろ過水と第二段ナノろ過膜ユニット２２からのナノろ過水とを混合させたナノろ過水である。
The
＜実施例１＞
第一段ナノろ過膜ユニット２１から得られた第一段ナノろ過水２５を、上流側ナノろ過水として、多段逆浸透膜ユニット３０へ供給した。ＲＯ高圧ポンプ３３で、上流側ナノろ過水を５．７ＭＰａに昇圧して第一段逆浸透膜ユニット３１に供給し、第一段逆浸透膜濃縮水３６をＲＯ昇圧ポンプ３４によってさらに９．５ＭＰａまで昇圧して第二段逆浸透膜ユニット３２に供給した。このとき、多段逆浸透膜ユニット３０での回収率は７５％であった。
<Example 1>
The first-
第二段ナノろ過膜ユニット２２から得られた第二段ナノろ過水２７を、下流側ナノろ過水として、第二段逆浸透膜濃縮水３８と混合して、熱式蒸留ユニットへと供給した。このときの逆浸透処理工程での水質を表２に示す。
The second-
この場合において、多段逆浸透膜ユニット３０から得られた逆浸透処理水３９の水量を１．０としたときの、流量比を表３に示す。つまり、水量２．５０の塩水を、多段ナノろ過ユニット２０へ供給して、第一段ナノろ過膜ユニット２１から水量１．３３の第一段ナノろ過水２５と、第二段ナノろ過膜ユニット２２から水量０．６７の第二段ナノろ過水２７とを合わせた水量２．００の多段ナノろ過膜ユニットナノろ過水を得た。水量１．３３の上流側ナノろ過水を多段逆浸透膜ユニット３０によって、水量１．００の逆浸透処理水３９と、水量０．３３の第二段逆浸透膜濃縮水３８とに膜分離した。水量０．３３の第二段逆浸透膜濃縮水３８と水量０．６７の下流側ナノろ過水とを混合した水量１．００を、熱式蒸留ユニットへ供給した。
In this case, Table 3 shows the flow ratio when the amount of the reverse osmosis treated
この場合において、熱式蒸留ユニットから排出されるブローダウンに含まれるカルシウムの濃度が、硫酸カルシウムの析出限界のカルシウム濃度である約９６５ｐｐｍの５０％程度である約５００ｐｐｍとなるように熱式蒸留ユニットの回収率を設定して、膜使用脱塩装置（工程）の電力消費量の計算を行った。電力消費量の計算結果を表３に示す。電力消費量は、ＮＦ高圧ポン２３、ＲＯ高圧ポンプ３３およびＲＯ昇圧ポンプ３４に必要な電力量を、得られた逆浸透処理水３９と蒸留水を混合した淡水の単位水量あたりの電力消費量として計算した。なお、硫酸カルシウムの析出限界濃度は、「膜利用ハンドブック」（大矢晴彦著）によると、硫酸カルシウムの２水和物（ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）として約３，２８０ｐｐｍである。
In this case, the thermal distillation unit is such that the concentration of calcium contained in the blowdown discharged from the thermal distillation unit is about 500 ppm, which is about 50% of the calcium concentration at the precipitation limit of calcium sulfate, which is about 965 ppm. The power consumption of the membrane-based desalting apparatus (process) was calculated. Table 3 shows the calculation results of the power consumption. As for the power consumption, the power consumption required for the NF high-
熱式蒸留ユニットの回収率は５５％となり、水量０．５５の蒸留水が得られ、水量１．５５の淡水が得られた。このとき、膜使用脱塩装置（工程）の電力消費量は、３．３６ｋＷｈ／ｍ３であった。なお、電力消費量Ｅは、下式によって計算した。 The recovery rate of the thermal distillation unit was 55%, and distilled water with a water volume of 0.55 was obtained, and fresh water with a water volume of 1.55 was obtained. At this time, the power consumption of the membrane-based desalting apparatus (process) was 3.36 kWh / m 3 . The power consumption E was calculated by the following formula.
電力消費量Ｅ［ｋＷｈ／ｍ３］＝ρｇＱ１Ｈ／（ηＱ２）
ここで用いた数値は次のとおりである。
ρ：各々のポンプに供給される水の密度（単位：ｋｇ／ｍ３）
ｇ：重力加速度（＝９．８ｍ／ｓ２）
Ｑ１：各々のポンプに供給される水の流量（単位：ｍ３／ｓ）
Ｑ２：淡水の流量（単位：ｍ３／ｈ）
Ｈ：各々のポンプの揚程（単位：ｍ）
η：各々のポンプのポンプ効率（＝０．８）
Electric power consumption E [kWh / m 3 ] = ρgQ 1 H / (ηQ 2 )
The numerical values used here are as follows.
ρ: density of water supplied to each pump (unit: kg / m 3 )
g: Gravitational acceleration (= 9.8 m / s 2 )
Q 1 : Flow rate of water supplied to each pump (unit: m 3 / s)
Q 2 : Flow rate of fresh water (unit: m 3 / h)
H: Head of each pump (unit: m)
η: Pump efficiency of each pump (= 0.8)
＜実施例２＞
図８に示す多段ナノろ過膜ユニット２０と多段逆浸透膜ユニット３０とから構成される膜使用脱塩装置（工程）を使用して塩水１０の淡水化を行った。多段ナノろ過膜ユニット２０において、第一段ナノろ過膜ユニット２１から得られるナノろ過水を分流して、上流側から取り出される第一段ナノろ過膜ユニット上流側ナノろ過水２１２を第一段ナノろ過水２５（上流側ナノろ過水）として、下流側から取り出される第一段ナノろ過膜ユニット下流側ナノろ過水２１３を、第二段ナノろ過膜ユニット２２のナノろ過水と混合して第二段ナノろ過水２７（下流側ナノろ過水）として取り出した以外は図４の膜使用脱塩装置（工程）と同様の構成である。
<Example 2>
The
この多段ナノろ過膜ユニット２０の第一段ナノろ過膜ユニット２１へ、ＮＦ高圧ポンプ２３で、塩水１０を１．７ＭＰａに昇圧して供給した。第一段ナノろ過膜ユニット２１のナノろ過水側には、第一段ナノろ過膜ユニットナノろ過水流量調整弁２１４によって０．２ＭＰａの背圧をかけて、第一段ナノろ過膜ユニット２１でのナノろ過を行った。このとき、多段ナノろ過膜ユニット２０での回収率は８０％で、その内訳は第一段ナノろ過膜ユニット２１で回収率５５％、第二段ナノろ過膜ユニット２２で回収率２５％であった。また、第一段ナノろ過膜ユニット上流側ナノろ過水として、第一段ナノろ過膜ユニット２１で得られたナノろ過水の内の５５％を取り出した。このときに得られたナノろ過水の水質を表４に示す。
The
第一段ナノろ過膜ユニット２１から得られた第一段ナノろ過水２５を、上流側ナノろ過水として、多段逆浸透膜ユニット３０へ供給した。ＲＯ高圧ポンプ３３で、上流側ナノろ過水を５．７ＭＰａに昇圧して第一段逆浸透膜ユニット３１に供給し、第一段逆浸透膜濃縮水３６をＲＯ昇圧ポンプ３４によってさらに９．５ＭＰａまで昇圧して第二段逆浸透膜ユニット３２に供給した。このとき、多段逆浸透膜ユニット３０での回収率は７５％であった。
The first-
第二段ナノろ過膜ユニット２２から得られた第二段ナノろ過水２７を、下流側ナノろ過水として、第二段逆浸透膜濃縮水３８と混合して、熱式蒸留ユニットへと供給した。このときの逆浸透処理工程での水質を表４に示す。
The second-
この場合において、熱式蒸留ユニットから排出されるブローダウンに含まれるカルシウムの濃度が、硫酸カルシウムの析出限界のカルシウム濃度である約９６５ｐｐｍの５０％程度である約５００ｐｐｍとなるように熱式蒸留ユニットの回収率を設定して、膜使用脱塩装置（工程）の電力消費量の計算を行った。電力消費量の計算結果を表３に示す。電力消費量は、ＮＦ高圧ポン２３、ＲＯ高圧ポンプ３３およびＲＯ昇圧ポンプ３４に必要な電力量を、得られた逆浸透処理水３９と蒸留水を混合した淡水の単位水量あたりの電力消費量として計算した。なお、硫酸カルシウムの析出限界濃度は、「膜利用ハンドブック」（大矢晴彦著）によると、硫酸カルシウムの２水和物（ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）として約３，２８０ｐｐｍである。その結果、熱式蒸留ユニットの回収率は６９％となり、水量１．７６の蒸留水が得られ、水量２．７６の淡水が得られた。このとき、膜使用脱塩装置（工程）の電力消費量は、２．３１ｋＷｈ／ｍ３であった。
In this case, the thermal distillation unit is such that the concentration of calcium contained in the blowdown discharged from the thermal distillation unit is about 500 ppm, which is about 50% of the calcium concentration at the precipitation limit of calcium sulfate of about 965 ppm. The power consumption of the membrane-based desalting apparatus (process) was calculated. Table 3 shows the calculation results of the power consumption. As for the power consumption, the power consumption required for the NF high-
＜比較例１＞
実施例１の場合と同様にして得られた第一段ナノろ過膜ユニットナノろ過水２５と第二段ナノろ過膜ユニットナノろ過水２７とを、次工程に供給する方法を次のように変更した。
<Comparative Example 1>
The method of supplying the first-stage nanofiltration membrane
第一段ナノろ過膜ユニットナノろ過水２５と第二段ナノろ過膜ユニットナノろ過水２７とを混合して多段ナノろ過膜ユニットナノろ過水とし、この多段ナノろ過膜ユニットナノろ過水を５．８ＭＰａに昇圧して第一段逆浸透膜ユニット３１に供給した。第一段逆浸透膜濃縮水３６をＲＯ昇圧ポンプ３４によってさらに昇圧して第二段逆浸透膜ユニット３２へ供給した。この場合、実施例１と同様の多段逆浸透膜ユニット３０での回収率７５％を達成するためには第二段逆浸透膜ユニット３２への供給圧力が１０ＭＰａ以上必要であり、この供給圧力は逆浸透膜エレメントの耐圧性能の限界を超える高圧であって採用できない。従って、この場合には、多段逆浸透膜ユニット３０での回収率を７５％まで高めることは不可能であった。
4. The first-stage nanofiltration membrane
＜比較例２＞
実施例１の場合と同様にして得られた第一段ナノろ過膜ユニットナノろ過水２５と第二段ナノろ過膜ユニットナノろ過水２７とを、次工程に供給する方法を次のように変更した。
<Comparative example 2>
The method of supplying the first-stage nanofiltration membrane
第一段ナノろ過水２５と第二段ナノろ過水２７とを混合して多段ナノろ過膜ユニットナノろ過水とし、この多段ナノろ過膜ユニットナノろ過水の一部をＲＯ高圧ポンプ３３で５．８ＭＰａに昇圧して第一段逆浸透膜ユニット３１に供給した。第一段逆浸透膜濃縮水３６をＲＯ昇圧ポンプ３４によってさらに９．２ＭＰａまで昇圧して第二段逆浸透膜ユニット３２に供給した。このとき、多段逆浸透膜ユニット３０での回収率は７０％であった。
4. The first-
多段ナノろ過膜ユニットナノろ過水の残部を、逆浸透膜濃縮水３８と混合して、熱式蒸留ユニットへ供給した。このときの逆浸透処理工程での水質を表２に示す。
The remainder of the multistage nanofiltration membrane unit nanofiltration water was mixed with the reverse osmosis membrane concentrated
この場合において、多段逆浸透膜ユニット３０から得られた逆浸透処理水３９の水量を１．０としたときの、流量比を表３に示す。つまり、水量２．５０の塩水を、多段ナノろ過ユニット２０へ供給して、第一段ナノろ過膜ユニット２１から水量１．３３の第一段ナノろ過水２５と、第二段ナノろ過膜ユニット２２から水量０．６７の第二段ナノろ過水２７とを合わせた水量２．００の多段ナノろ過膜ユニットナノろ過水を得た。その一部である水量１．４３を多段逆浸透膜ユニット３０へ供給して、水量１．００の逆浸透処理水３９と、水量０．４３の第二段逆浸透膜濃縮水３８とに膜分離した。水量０．４３の第二段逆浸透膜濃縮水３８と、水量０．６７の多段ナノろ過膜ユニットナノろ過水残部とを混合した水量１．００を、熱式蒸留ユニットへ供給した。
In this case, Table 3 shows the flow ratio when the amount of the reverse osmosis treated
この場合において、熱式蒸留ユニットから排出されるブローダウンに含まれるカルシウムの濃度が、硫酸カルシウムの析出限界のカルシウム濃度である約９６５ｐｐｍの５０％程度である約５００ｐｐｍとなるように熱式蒸留ユニットの回収率を設定して、膜使用脱塩装置（工程）の電力消費量の計算を行った。電力消費量の計算結果を表３に示す。電力消費量は、ＮＦ高圧ポン２３、ＲＯ高圧ポンプ３３およびＲＯ昇圧ポンプ３４に必要な電力量を、得られた逆浸透処理水３９と蒸留水を混合した淡水の単位水量あたりの電力消費量として計算した。なお、硫酸カルシウムの析出限界濃度は、「膜利用ハンドブック」（大矢晴彦著）によると、硫酸カルシウムの２水和物（ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）として約３，２８０ｐｐｍである。
In this case, the thermal distillation unit is such that the concentration of calcium contained in the blowdown discharged from the thermal distillation unit is about 500 ppm, which is about 50% of the calcium concentration at the precipitation limit of calcium sulfate of about 965 ppm. The power consumption of the membrane-based desalting apparatus (process) was calculated. Table 3 shows the calculation results of the power consumption. As for the power consumption, the power consumption required for the NF high-
その結果、熱式蒸留ユニットの回収率は５５％となり、水量０．５５の蒸留水が得られ、水量１．５５の淡水が得られた。このとき、膜使用脱塩装置（工程）の電力消費量は、３．５７ｋＷｈ／ｍ３であり、実施例１、２よりもエネルギー効率が劣っていた。 As a result, the recovery rate of the thermal distillation unit was 55%, distilled water with a water content of 0.55 was obtained, and fresh water with a water content of 1.55 was obtained. At this time, the power consumption of the membrane-based desalting apparatus (process) was 3.57 kWh / m 3 , which was inferior in energy efficiency to Examples 1 and 2.
１０、１１：塩水
２０：多段ナノろ過膜ユニット
２１：第一段ナノろ過膜ユニット
２１０：第一段ナノろ過膜モジュール
２１１：第一段ナノろ過膜エレメント
２１２：第一段ナノろ過膜ユニット上流側ナノろ過水
２１２ａ：第一段ナノろ過膜モジュール上流側ナノろ過水
２１３：第一段ナノろ過膜ユニット下流側ナノろ過水
２１４：第一段ナノろ過膜ユニット上流側ナノろ過水流量調整弁
２２：第二段ナノろ過膜ユニット
２２０：第二段ナノろ過膜モジュール
２２１：第二段ナノろ過膜エレメント
２２２：第二段ナノろ過膜ユニットナノろ過水
２３：ＮＦ高圧ポンプ
２４：ＮＦ昇圧ポンプ
２５：第一段ナノろ過水
２６：第一段ナノろ過膜濃縮水
２７：第二段ナノろ過水
２８：第二段ナノろ過膜濃縮水
３０：多段逆浸透膜ユニット
３１：第一段逆浸透膜ユニット
３２：第二段逆浸透膜ユニット
３３：ＲＯ高圧ポンプ
３４：ＲＯ昇圧ポンプ
３５：第一段逆浸透膜透過水
３６：第一段逆浸透膜濃縮水
３７：第二段逆浸透膜透過水
３８：第二段逆浸透膜濃縮水
３９：逆浸透処理水
４０：熱式蒸留ユニット
４１：蒸留水
４２：ブローダウン
４３：塩水供給弁
４４：第二段逆浸透膜濃縮水供給弁
４５：第二段逆浸透膜濃縮水放流弁
５０：熱交換器
５１：温廃水
10, 11: Salt water 20: Multistage nanofiltration membrane unit 21: First stage nanofiltration membrane unit 210: First stage nanofiltration membrane module 211: First stage nanofiltration membrane element 212: First stage nanofiltration membrane unit upstream side Nanofiltration water 212a: First stage nanofiltration membrane module upstream nanofiltration water 213: First stage nanofiltration membrane unit downstream nanofiltration water 214: First stage nanofiltration membrane unit upstream nanofiltration water flow rate adjustment valve 22: Second stage nanofiltration membrane unit 220: Second stage nanofiltration membrane module 221: Second stage nanofiltration membrane element 222: Second stage nanofiltration membrane unit nanofiltration water 23: NF high pressure pump 24: NF pressure increase pump 25: First First stage nanofiltration water 26: First stage nanofiltration membrane concentrated water 27: Second stage nanofiltration water 28: Second stage nanofiltration membrane concentrated water 30: Multistage reverse osmosis membrane unit 31: First stage Osmosis membrane unit 32: 2nd stage reverse osmosis membrane unit 33: RO high pressure pump 34: RO pressure increase pump 35: 1st stage reverse osmosis membrane permeate 36: 1st stage reverse osmosis membrane concentrated water 37: 2nd stage reverse osmosis membrane Permeated water 38: Second stage reverse osmosis membrane concentrated water 39: Reverse osmosis treated water 40: Thermal distillation unit 41: Distilled water 42: Blow down 43: Salt water supply valve 44: Second stage reverse osmosis membrane concentrated water supply valve 45 : Second stage reverse osmosis membrane concentrated water discharge valve 50: Heat exchanger 51: Warm waste water
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