JP6061445B2 - Water treatment method and water treatment system - Google Patents
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Description
本発明は、逆浸透膜分離装置を用いた水処理方法及び水処理システムに関する。 The present invention relates to a water treatment method and a water treatment system using a reverse osmosis membrane separation device.
従来、半導体製造工程や電子部品の洗浄、医療器具の洗浄等においては、不純物を含まない高純度の純水が使用される。この種の純水は、一般に、地下水や水道水等の原水を逆浸透膜（以下、「ＲＯ膜」ともいう）で処理することにより製造される。 Conventionally, high-purity pure water that does not contain impurities is used in semiconductor manufacturing processes, cleaning of electronic components, cleaning of medical instruments, and the like. This type of pure water is generally produced by treating raw water such as ground water or tap water with a reverse osmosis membrane (hereinafter also referred to as “RO membrane”).
ＲＯ膜を用いた純水の製造システムでは、原水中に含まれる鉄分（典型的には、不溶状態のコロイド状鉄）がＲＯ膜の膜面等に沈着する、いわゆるファウリングと呼ばれる現象が発生して、塩除去率及び透過水量が低下する。このため、除鉄装置による前処理を行なうのが一般的である。 In a pure water production system using an RO membrane, a so-called fouling phenomenon occurs in which iron contained in the raw water (typically insoluble colloidal iron) is deposited on the membrane surface of the RO membrane. Thus, the salt removal rate and the amount of permeated water are reduced. For this reason, it is common to perform pre-processing with an iron removal device.
除鉄装置は、原水に酸化剤を注入して、鉄分を不溶化して除去する設備である。しかし、ＲＯ膜への供給水に酸化剤が残留すると膜自体が劣化するため、除鉄装置の後段に、更に活性炭濾過装置を設ける必要がある。従って、従来の純水の製造システムでは、原水に残留する酸化剤を除去するための前処理が複雑となり、造水のコストが高くなることが避けられなかった。 The iron removal device is a facility that injects an oxidizing agent into raw water to insolubilize and remove iron. However, if the oxidant remains in the supply water to the RO membrane, the membrane itself deteriorates. Therefore, it is necessary to further provide an activated carbon filtration device after the iron removal device. Therefore, in the conventional pure water production system, the pretreatment for removing the oxidant remaining in the raw water is complicated, and it is inevitable that the cost of water production increases.
そこで、本出願人は、硬度が５ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ以下の軟水をＲＯ膜に供給することにより、ＲＯ膜の酸化劣化を抑制しつつ、塩除去率を高めて高純度の純水を安定供給することができる純水の製造方法を提案した（特許文献１参照）。 Therefore, the present applicant supplies soft water having a hardness of 5 mg CaCO 3 / L or less to the RO membrane, thereby suppressing the oxidative deterioration of the RO membrane and increasing the salt removal rate to stably supply high-purity pure water. A method for producing pure water that can be used has been proposed (see Patent Document 1).
しかしながら、従来の硬水軟化装置では、劣悪な水質の硬水に対しては、硬度リーク量が十分に低減された高純度の軟水を製造することや、実用的な採水量を確保することが困難であった。例えば、特許文献１に開示された向流再生方式の硬水軟化装置では、再生プロセス中にイオン交換樹脂床が流動しやすい。このため、イオン交換樹脂床の再生率が低くなる傾向にあり、ＲＯ膜に対して高純度の軟水を恒常的に供給することが困難となっていた。また、特許文献１に開示されたスプリット・フロー再生方式の硬水軟化装置では、劣悪な水質の硬水を使用するに際して、出口領域をほぼ完全に再生する必要があり、その再生条件を最適化することが求められている。
However, with conventional water softening devices, it is difficult to produce high-purity soft water with a sufficiently reduced hardness leak amount and to secure a practical water sampling amount for poor water quality hard water. there were. For example, in the countercurrent regeneration type water softening device disclosed in
従って、本発明は、劣悪な水質の硬水を用いた場合においても、高い塩除去率及び透過水量を維持することができる水処理方法及び水処理システムを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a water treatment method and a water treatment system that can maintain a high salt removal rate and a permeated water amount even when hard water having poor water quality is used.
本発明は、原水を陽イオン交換樹脂床塔で軟化処理して軟水を製造する硬水軟化工程と、硬水軟化工程で製造された軟水を第１逆浸透膜モジュールで透過水と濃縮水とに分離する第１逆浸透膜分離工程と、を含み、前記陽イオン交換樹脂床塔においては、深さが３００〜１５００ｍｍの陽イオン交換樹脂床に対し、原水を下降流で通過させて軟水を製造する軟化プロセス；再生液を前記陽イオン交換樹脂床の頂部及び底部の両側から配液しながら、中間部で集液することにより再生液の対向流を生成して、前記陽イオン交換樹脂床の全体を再生させる再生プロセスを含んで運転され、再生プロセスでは、前記陽イオン交換樹脂床の底部を基点として深さ１００ｍｍに設定された硬度リーク防止床に対し、再生レベルが１〜６ｅｑ／Ｌ−Ｒとなる再生液量を供給する一方で、再生プロセス後の軟化プロセスでは、電気伝導率が１５０ｍＳ／ｍ以下、且つ全硬度が５００ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ以下の硬水を供給し、前記第１逆浸透膜モジュールは、膜表面に架橋全芳香族ポリアミドからなる負荷電性のスキン層が形成された逆浸透膜を有し、当該逆浸透膜は、濃度５００ｍｇ／Ｌ、ｐＨ７．０、温度２５℃の塩化ナトリウム水溶液を、操作圧力０．７ＭＰａ、回収率１５％で供給したときの水透過係数が１．５×１０−１１ｍ３・ｍ−２・ｓ−１・Ｐａ−１以上、且つ塩除去率が９９％以上である、水処理方法に関する。 The present invention includes a hard water softening process in which raw water is softened in a cation exchange resin bed tower to produce soft water, and soft water produced in the hard water softening process is separated into permeated water and concentrated water by a first reverse osmosis membrane module. A first reverse osmosis membrane separation step, wherein, in the cation exchange resin bed tower, soft water is produced by passing raw water in a downward flow through a cation exchange resin bed having a depth of 300 to 1500 mm. Softening process; while the regenerated liquid is distributed from both sides of the top and bottom of the cation exchange resin bed, a counter flow of the regenerant liquid is generated by collecting at the middle part, and the entire cation exchange resin bed In the regeneration process, the regeneration level is 1 to 6 eq / LR with respect to the hardness leak prevention floor set to a depth of 100 mm with the bottom of the cation exchange resin bed as a base point. And While supplying regeneration liquid amount, the softening process after the regeneration process, the electric conductivity of 150 mS / m or less, and total hardness supplies the following hard water 500mgCaCO 3 / L, wherein the first reverse osmosis membrane module, A reverse osmosis membrane having a negatively charged skin layer made of a crosslinked wholly aromatic polyamide formed on the membrane surface, the reverse osmosis membrane comprising a sodium chloride aqueous solution having a concentration of 500 mg / L, pH 7.0, and a temperature of 25 ° C. The water permeability coefficient when supplied at an operation pressure of 0.7 MPa and a recovery rate of 15% is 1.5 × 10 −11 m 3 · m −2 · s −1 · Pa −1 or more, and the salt removal rate is 99%. The above is a water treatment method.
また、第１逆浸透膜分離工程で得られた透過水を、電気脱イオンモジュール、イオン交換樹脂混床塔又は陽イオン交換樹脂単床塔で脱イオン処理する脱イオン処理工程を含むことが好ましい。 Moreover, it is preferable to include a deionization treatment step of deionizing the permeated water obtained in the first reverse osmosis membrane separation step with an electrodeionization module, an ion exchange resin mixed bed tower or a cation exchange resin single bed tower. .
また、第１逆浸透膜分離工程で得られた透過水を、更に第２逆浸透膜モジュールで透過水と濃縮水とに分離する第２逆浸透膜分離工程を含むことが好ましい。 Moreover, it is preferable to include a second reverse osmosis membrane separation step in which the permeated water obtained in the first reverse osmosis membrane separation step is further separated into permeate and concentrated water by the second reverse osmosis membrane module.
また、第２逆浸透膜分離工程を含む場合において、第２逆浸透膜分離工程で得られた透過水を、電気脱イオンモジュール、イオン交換樹脂混床塔又は陽イオン交換樹脂単床塔で脱イオン処理する脱イオン処理工程を含むことが好ましい。 When the second reverse osmosis membrane separation step is included, the permeated water obtained in the second reverse osmosis membrane separation step is dehydrated with an electrodeionization module, an ion exchange resin mixed bed tower or a cation exchange resin single bed tower. It is preferable to include a deionization treatment step for ion treatment.
また、前記陽イオン交換樹脂床塔においては、再生プロセスの後に、原水を前記陽イオン交換樹脂床の頂部及び底部の両側から配液しながら、中間部で集液することにより原水の対向流を生成して、導入された再生液を押し出す押出プロセスを含んで運転され、再生プロセスでは、前記陽イオン交換樹脂床に対して再生液を０．７〜２ｍ／ｈの線速度で通過させると共に、押出プロセスでは、前記陽イオン交換樹脂床に対して原水を０．７〜２ｍ／ｈの線速度、且つ０．４〜２．５ＢＶの押出量で通過させることが好ましい。 Further, in the cation exchange resin bed tower, after the regeneration process, the raw water is distributed from both the top and bottom sides of the cation exchange resin bed and collected in the middle part to thereby counterflow the raw water. And is operated including an extrusion process for extruding the introduced regenerated liquid, in which the regenerated liquid is passed through the cation exchange resin bed at a linear velocity of 0.7-2 m / h, In the extrusion process, the raw water is preferably passed through the cation exchange resin bed at a linear velocity of 0.7 to 2 m / h and an extrusion rate of 0.4 to 2.5 BV.
また、本発明は、原水を陽イオン交換樹脂床塔で軟化処理して軟水を製造する硬水軟化装置と、前記硬水軟化装置で製造された軟水を第１逆浸透膜モジュールで透過水と濃縮水とに分離する第１逆浸透膜分離装置と、前記陽イオン交換樹脂床塔に収容された、深さが３００〜１５００ｍｍの陽イオン交換樹脂床に対し、原水を下降流で通過させて軟水を製造する軟化プロセス；再生液を前記陽イオン交換樹脂床の頂部及び底部の両側から配液しながら、中間部で集液することにより再生液の対向流を生成して、前記陽イオン交換樹脂床の全体を再生させる再生プロセスに切り換え可能なバルブ手段と、再生プロセスにおいて、前記陽イオン交換樹脂床の底部を基点として深さが１００ｍｍに設定された硬度リーク防止床に対し、再生レベルが１〜６ｅｑ／Ｌ−Ｒとなる再生液量を供給する再生液供給手段と、再生プロセス後の軟化プロセスにおいて、電気伝導率が１５０ｍＳ／ｍ以下、且つ全硬度が５００ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ以下の原水を供給する原水供給手段と、を備え、前記第１逆浸透膜モジュールは、膜表面に架橋全芳香族ポリアミドからなる負荷電性のスキン層が形成された逆浸透膜を有し、当該逆浸透膜は、濃度５００ｍｇ／Ｌ、ｐＨ７．０、温度２５℃の塩化ナトリウム水溶液を、操作圧力０．７ＭＰａ、回収率１５％で供給したときの水透過係数が１．５×１０−１１ｍ３・ｍ−２・ｓ−１・Ｐａ−１以上、且つ塩除去率が９９％以上である、水処理システムに関する。 The present invention also provides a hard water softening device that softens raw water by a cation exchange resin bed tower to produce soft water, and the soft water produced by the hard water softening device is permeated and concentrated by a first reverse osmosis membrane module. The first reverse osmosis membrane separation device for separating the water and the cation exchange resin bed tower accommodated in the cation exchange resin bed tower and having a depth of 300 to 1500 mm, the raw water is passed in a downward flow to pass the soft water. Softening process to produce; while collecting the regenerated liquid from both sides of the top and bottom of the cation exchange resin bed, the counter flow of the regenerated liquid is generated by collecting at the middle part, and the cation exchange resin bed The regeneration means has a regeneration level with respect to a hardness leak prevention bed whose depth is set to 100 mm from the bottom of the cation exchange resin bed in the regeneration process. Supply and regenerant supply means for supplying a regeneration liquid amount to be ~6eq / L-R, in the softening process after the regeneration process, the electric conductivity of 150 mS / m or less, and the total hardness of the following raw 500mgCaCO 3 / L The first reverse osmosis membrane module has a reverse osmosis membrane having a negatively charged skin layer made of a crosslinked wholly aromatic polyamide formed on the membrane surface, and the reverse osmosis membrane is The water permeability coefficient when a sodium chloride aqueous solution having a concentration of 500 mg / L, pH 7.0, and temperature of 25 ° C. was supplied at an operating pressure of 0.7 MPa and a recovery rate of 15% was 1.5 × 10 −11 m 3 · m −. The present invention relates to a water treatment system having 2 · s −1 · Pa −1 or more and a salt removal rate of 99% or more.
また、前記第１逆浸透膜分離装置で得られた透過水を脱イオン処理する、電気脱イオンモジュール、イオン交換樹脂混床塔又は陽イオン交換樹脂単床塔を備えることが好ましい。 Moreover, it is preferable to provide the electrodeionization module, the ion exchange resin mixed bed tower, or the cation exchange resin single bed tower which deionizes the permeate obtained with the said 1st reverse osmosis membrane separator.
また、前記第１逆浸透膜分離装置で得られた透過水を、更に第２逆浸透膜モジュールで透過水と濃縮水とに分離する第２逆浸透膜分離装置を備えることが好ましい。 Moreover, it is preferable to provide the 2nd reverse osmosis membrane separation apparatus which isolate | separates the permeated water obtained with the said 1st reverse osmosis membrane separation apparatus into a permeated water and concentrated water further by a 2nd reverse osmosis membrane module.
また、前記第２逆浸透膜分離装置を備えた構成において、前記第２逆浸透膜分離装置で得られた透過水を脱イオン処理する、電気脱イオンモジュール、イオン交換樹脂混床塔又は陽イオン交換樹脂単床塔を備えることが好ましい。 Further, in the configuration provided with the second reverse osmosis membrane separation device, an electrodeionization module, an ion exchange resin mixed bed tower or a cation for deionizing the permeated water obtained by the second reverse osmosis membrane separation device It is preferable to provide an exchange resin single bed tower.
また、前記バルブ手段は、再生プロセスの後に、原水を前記陽イオン交換樹脂床の頂部及び底部の両側から配液しながら、中間部で集液することにより原水の対向流を生成して、導入された再生液を押し出す押出プロセスに切り換え可能に構成され、前記再生液供給手段は、再生プロセスにおいて、前記陽イオン交換樹脂床に対して再生液を０．７〜２ｍ／ｈの線速度で通過させるように構成され、前記原水供給手段は、押出プロセスにおいて、前記陽イオン交換樹脂床に対して原水を０．７〜２ｍ／ｈの線速度、且つ０．４〜２．５ＢＶの押出量で通過させるように構成することが好ましい。 In addition, after the regeneration process, the valve means generates a counter flow of the raw water by collecting the raw water from the both sides of the top and bottom of the cation exchange resin bed, and collecting the raw water at an intermediate portion. The regeneration liquid supply means passes the regeneration liquid through the cation exchange resin bed at a linear velocity of 0.7 to 2 m / h in the regeneration process. In the extrusion process, the raw water supply means is configured to feed raw water to the cation exchange resin bed at a linear velocity of 0.7 to 2 m / h and an extrusion amount of 0.4 to 2.5 BV. It is preferable to make it pass.
本発明によれば、劣悪な水質の硬水を用いた場合においても、高い塩除去率及び透過水量を維持することができる水処理方法及び水処理システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a water treatment method and a water treatment system that can maintain a high salt removal rate and a permeated water amount even when hard water having poor water quality is used.
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係る水処理システム１について、図面を参照しながら説明する。水処理システム１は、例えば、淡水から純水を製造する純水製造システムに適用される。図１は、第１実施形態に係る水処理システム１の全体構成図である。図２は、硬水軟化装置３の概略断面図である。図３は、制御部１０により実行されるプロセスのフローチャートである。図４（ａ），（ｂ）は、制御部１０により実行される基本プロセスを示す説明図である。
(First embodiment)
First, the
図１に示すように、本実施形態に係る水処理システム１は、原水ポンプ２と、硬水軟化装置３と、塩水タンク４と、逆浸透膜分離装置５と、制御部１０と、を備える。また、水処理システム１は、原水ラインＬ１と、軟水ラインＬ２と、塩水ラインＬ３と、排水ラインＬ４と、通水ラインＬ５と、濃縮水ラインＬ６と、を備える。
なお、本明細書における「ライン」とは、流路、径路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。
As shown in FIG. 1, the
The “line” in the present specification is a general term for lines capable of flowing a fluid such as a flow path, a radial path, and a pipeline.
原水ラインＬ１の上流側の端部は、原水Ｗ１の供給源（不図示）に接続されている。一方、原水ラインＬ１の下流側の端部は、硬水軟化装置３のプロセス制御バルブ３２（後述）に接続されている。
The upstream end of the raw water line L1 is connected to a supply source (not shown) of the raw water W1. On the other hand, the downstream end of the raw water line L1 is connected to a process control valve 32 (described later) of the
原水ポンプ２は、原水ラインＬ１に設けられている。原水ポンプ２は、供給源から供給された水道水や地下水等の原水Ｗ１を、硬水軟化装置３に向けて圧送する。原水ポンプ２は、制御部１０（後述）と不図示の信号線を介して電気的に接続されている。原水ポンプ２は、制御部１０により運転（駆動及び停止）が制御される。
The raw water pump 2 is provided in the raw water line L1. The raw water pump 2 pumps raw water W1 such as tap water and groundwater supplied from a supply source toward the hard
原水ラインＬ１には、原水通水弁（不図示）が設けられている。原水通水弁は、原水ラインＬ１を開閉する。原水通水弁は、弁体の駆動部が不図示の信号線を介して制御部１０と電気的に接続されている。原水通水弁における弁の開閉は、制御部１０により制御される。
The raw water line L1 is provided with a raw water flow valve (not shown). The raw water flow valve opens and closes the raw water line L1. In the raw water flow valve, the valve body drive unit is electrically connected to the
原水ラインＬ１、原水ポンプ２、不図示の原水通水弁、不図示の原水流量計（又はタイマ）は、本実施形態における原水供給手段を構成する。 The raw water line L1, the raw water pump 2, the raw water flow valve (not shown), and the raw water flow meter (or timer) (not shown) constitute raw water supply means in the present embodiment.
また、原水ラインＬ１、原水ポンプ２及び不図示の原水通水弁は、後述する再生プロセスＳＴ３後の軟化プロセスＳＴ１において、電気伝導率が１５０ｍＳ／ｍ以下、且つ全硬度が５００ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ以下の原水Ｗ１を、硬水軟化装置３に供給する原水供給手段としても機能する。
Further, the raw water line L1, the raw water pump 2 and the raw water flow valve (not shown) have an electrical conductivity of 150 mS / m or less and a total hardness of 500 mg CaCO 3 / L or less in a softening process ST1 after a regeneration process ST3 described later. It also functions as raw water supply means for supplying the raw water W1 to the hard
硬水軟化装置３は、原水Ｗ１に含まれる硬度成分（カルシウムイオン及びマグネシウムイオン）を、陽イオン交換樹脂床３１１（後述）においてナトリウムイオン（又はカリウムイオン）に置換して軟水Ｗ２を製造する設備である。硬水軟化装置３は、図２に示すように、陽イオン交換樹脂床塔としての圧力タンク３１と、バルブ手段としてのプロセス制御バルブ３２と、を主体に構成されている。
The
圧力タンク３１は、上部に開口部を有する有底の筒状体であり、開口部が蓋部材で密閉されている。圧力タンク３１の内部には、陽イオン交換樹脂ビーズからなる陽イオン交換樹脂床３１１、及び濾過砂利からなる支持床３１２が収容されている。
The
陽イオン交換樹脂床３１１は、原水Ｗ１を軟水化する処理材として機能する。陽イオン交換樹脂床３１１は、圧力タンク３１の内部において、支持床３１２の上部に積層されている。陽イオン交換樹脂床３１１の深さＤ１は、３００〜１５００ｍｍの範囲に設定されている。
The cation
支持床３１２は、陽イオン交換樹脂床３１１に対する流体の整流部材として機能する。支持床３１２は、圧力タンク３１の底部側に収容されている。
The
圧力タンク３１において、陽イオン交換樹脂床３１１の頂部には、陽イオン交換樹脂ビーズの流出を防止する頂部スクリーン３２１が設けられている。頂部スクリーン３２１は、不図示の第１流路を介してプロセス制御バルブ３２を構成する各種ラインとそれぞれ接続されている。
In the
頂部スクリーン３２１による配液位置及び集液位置は、陽イオン交換樹脂床３１１の頂部付近に設定される。頂部スクリーン３２１は、陽イオン交換樹脂床３１１の頂部に設けられる頂部配液部、及び陽イオン交換樹脂床３１１の頂部に設けられる頂部集液部として機能する。
The liquid distribution position and the liquid collection position by the
圧力タンク３１において、陽イオン交換樹脂床３１１の底部には、陽イオン交換樹脂ビーズの流出を防止する底部スクリーン３２２が設けられている。底部スクリーン３２２は、不図示の第２流路を介してプロセス制御バルブ３２を構成する各種ラインとそれぞれ接続されている。
In the
底部スクリーン３２２による配液位置及び集液位置は、陽イオン交換樹脂床３１１の底部付近に設定される。底部スクリーン３２２は、陽イオン交換樹脂床３１１の底部に設けられる底部配液部、及び陽イオン交換樹脂床３１１の底部に設けられる底部集液部として機能する。
The liquid distribution position and the liquid collection position by the
圧力タンク３１において、硬度リーク防止床３１３（後述）より上部であって、陽イオン交換樹脂床３１１の深さ方向の中間部には、陽イオン交換樹脂ビーズの流出を防止する中間部スクリーン３２３が設けられている。中間部スクリーン３２３は、不図示の第３流路を介してプロセス制御バルブ３２を構成する各種ラインとそれぞれ接続されている。
In the
中間部スクリーン３２３による集液位置は、陽イオン交換樹脂床３１１の中間部付近に設定される。中間部スクリーン３２３は、陽イオン交換樹脂床３１１の中間部に設けられる中間部集液部として機能する。
The liquid collection position by the
プロセス制御バルブ３２は、その内部に、各種のライン、弁等を備える。プロセス制御バルブ３２は、陽イオン交換樹脂床３１１に対して、少なくとも、原水Ｗ１を下降流で通過させて軟水Ｗ２を製造する軟化プロセスＳＴ１における原水Ｗ１の流れ；再生液としての塩水Ｗ３を陽イオン交換樹脂床３１１の頂部及び底部の両側から配液しながら、中間部で集液することにより塩水Ｗ３の対向流を生成して、陽イオン交換樹脂床３１１の全体を再生させる再生プロセスＳＴ３における塩水Ｗ３の流れ、を切り換え可能に構成されている。
The
本実施形態における再生プロセスＳＴ３では、図２に示すように、陽イオン交換樹脂床３１１の底部（すなわち、底面）を基点として深さＤ２が１００ｍｍに設定された硬度リーク防止床３１３（後述）に対し、再生レベルが１〜６ｅｑ／Ｌ−Ｒとなる量の塩水Ｗ３を供給する。ここで、再生レベルとは、単位容積のイオン交換樹脂の再生に使用される再生剤量をいう。また、再生剤として塩化ナトリウムを用いる場合、１ｅｑは、５８．５ｇに相当する。
In the regeneration process ST3 in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the hardness leak prevention floor 313 (described later) having a depth D2 set to 100 mm with the bottom (that is, the bottom) of the cation
硬度リーク防止床３１３とは、軟化プロセスＳＴ１での硬度リークを極力防止するために、陽イオン交換樹脂床３１１において十分に再生する必要のある領域である。硬度リーク防止床３１３の深さは１００ｍｍあればよく、少なくともこの限定された領域を所定の再生レベルで再生すれば、硬度リークを極力防止できる。
The hardness
また、プロセス制御バルブ３２は、陽イオン交換樹脂床３１１に対して、再生プロセスＳＴ３の後に、原水Ｗ１を陽イオン交換樹脂床３１１の頂部及び底部の両側から配液しながら、中間部で集液することにより原水Ｗ１の対向流を生成して、導入された塩水Ｗ３を押し出す押出プロセスＳＴ４における原水Ｗ１の流れ、を切り換え可能に構成されている。
In addition, the
プロセス制御バルブ３２には、排水ラインＬ４の上流側の端部が接続されている。排水ラインＬ４からは、再生プロセスや押出プロセス等において使用された塩水Ｗ３や原水Ｗ１が排水Ｗ４として排出される。
The
更に、プロセス制御バルブ３２において、内部に備えられた弁体の駆動部は、制御部１０と不図示の信号線を介して電気的に接続されている。プロセス制御バルブ３２における弁の切り換えは、制御部１０により制御される。
Furthermore, in the
ここで、硬水軟化装置３において実施される各プロセスについて説明する。
本実施形態の水処理システム１において、後述する制御部１０は、プロセス制御バルブ３２の流路を切り換えることにより、図３に示す以下のプロセスＳＴ１〜ＳＴ６の運転を実施する。
（ＳＴ１）原水Ｗ１を陽イオン交換樹脂床３１１の全体に対して上から下へ通過させる軟化プロセス
（ＳＴ２）洗浄水としての原水Ｗ１を陽イオン交換樹脂床３１１の全体に対して下から上へ通過させる逆洗浄プロセス
（ＳＴ３）再生液としての塩水Ｗ３を陽イオン交換樹脂床３１１に対して上から下へ通過させると共に、原水Ｗ１を陽イオン交換樹脂床３１１の主に硬度リーク防止床３１３に対して下から上へ通過させる再生プロセス
（ＳＴ４）押出水としての原水Ｗ１を陽イオン交換樹脂床３１１に対して上から下へ通過させると共に、原水Ｗ１を陽イオン交換樹脂床３１１の主に硬度リーク防止床３１３に対して下から上へ通過させる押出プロセス
（ＳＴ５）濯ぎ水としての原水Ｗ１を陽イオン交換樹脂床３１１に対して上から下へ通過させるリンス・プロセス
（ＳＴ６）補給水としての原水Ｗ１を塩水タンク４へ供給する補水プロセス
Here, each process implemented in the
In the
(ST1) Softening process of passing raw water W1 from the top to the bottom with respect to the entire cation exchange resin bed 311 (ST2) Raw water W1 as washing water from the bottom to the top with respect to the entire cation
次に、上記プロセスＳＴ１〜ＳＴ６のうち、主要なプロセスである軟化プロセスＳＴ１、再生プロセスＳＴ３、及び押出プロセスＳＴ４の運転方法について説明する。 Next, an operation method of the softening process ST1, the regeneration process ST3, and the extrusion process ST4 which are main processes among the processes ST1 to ST6 will be described.
軟化プロセスＳＴ１では、図４（ａ）に示すように、原水Ｗ１を頂部スクリーン３２１から配液して、陽イオン交換樹脂床３１１の全体に対し、原水Ｗ１を下降流で通過させて、軟水Ｗ２を製造する。製造された軟水Ｗ２は、底部スクリーン３２２から集液される。
後述する再生プロセスＳＴ３後の軟化プロセスＳＴ１では、電気伝導率が１５０ｍＳ／ｍ以下、且つ全硬度が５００ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ以下の原水Ｗ１を供給する。
In the softening process ST1, as shown in FIG. 4A, the raw water W1 is distributed from the
In a softening process ST1 after a regeneration process ST3 described later, raw water W1 having an electric conductivity of 150 mS / m or less and a total hardness of 500 mgCaCO 3 / L or less is supplied.
再生プロセスＳＴ３では、図４（ｂ）に示すように、塩水Ｗ３を頂部スクリーン３２１から配液して、陽イオン交換樹脂床３１１に対し、塩水Ｗ３を下降流で通過させる。同時に、塩水Ｗ３を底部スクリーン３２２からも配液して、陽イオン交換樹脂床３１１に対し、塩水Ｗ３を上昇流で通過させる。これにより、塩水Ｗ３の対向流を生成して、陽イオン交換樹脂床３１１を再生する。再生プロセスＳＴ３では、塩水Ｗ３を、陽イオン交換樹脂床３１１に対して０．７〜２ｍ／ｈの線速度で通過させる。また、硬度リーク防止床３１３に対しては、再生レベルが１〜６ｅｑ／Ｌ−Ｒとなる量の塩水Ｗ３を供給する。陽イオン交換樹脂床３１１を再生した使用済みの塩水Ｗ３は、中間部スクリーン３２３から集液される。この再生プロセスＳＴ３では、塩水Ｗ３の対向流を生成するスプリット・フロー再生により、陽イオン交換樹脂床３１１の全体を再生させる。特に、本発明のスプリット・フロー再生では、硬度リーク防止床３１３に対して特定の再生レベルとなる塩水Ｗ３を供給することから、陽イオン交換樹脂床３１１の硬度リーク防止床３１３を含む下側領域を十分に再生することができる。
In the regeneration process ST3, as shown in FIG. 4B, the salt water W3 is distributed from the
再生プロセスＳＴ３の終了後に実施される押出プロセスＳＴ４では、図４（ｂ）に示すように、原水Ｗ１を頂部スクリーン３２１から配液して、陽イオン交換樹脂床３１１に対し、原水Ｗ１を下降流で通過させる。同時に、原水Ｗ１を底部スクリーン３２２からも配液して、陽イオン交換樹脂床３１１に対し、原水Ｗ１を上昇流で通過させる。これにより、原水Ｗ１の対向流を生成して、陽イオン交換樹脂床３１１に導入された塩水Ｗ３を押し出す。陽イオン交換樹脂床３１１を通過した原水Ｗ１は、中間部スクリーン３２３から集液される。押出プロセスＳＴ４では、原水Ｗ１を、陽イオン交換樹脂床３１１に対して、０．７〜２ｍ／ｈの線速度、且つ０．４〜２．５ＢＶの押出量で通過させる。
In extrusion process ST4 performed after completion | finish of regeneration process ST3, as shown in FIG.4 (b), as shown in FIG.4 (b), raw water W1 is distributed from the
再生プロセスＳＴ３では、陽イオン交換樹脂床３１１の全体に対して、スプリット・フロー再生が行われる。そのため、陽イオン交換樹脂床３１１の全体がほぼ均等に再生されるが、特に硬度リーク防止床３１３を含む下側領域を十分に再生することができる。従って、軟化プロセスＳＴ１では、純度の高い軟水Ｗ２の採水量を最大限にまで高められる。また、スプリット・フロー再生においては、再生剤の押し出しに原水を使用しつつも、押出量を制限しているため、硬度リーク防止床３１３の汚染がほとんどなく、目標純度の軟水Ｗ２を製造することができる。
In the regeneration process ST3, split flow regeneration is performed on the entire cation
この再生プロセスＳＴ３を実施することにより、後の軟化プロセスＳＴ１において、電気伝導率が１５０ｍＳ／ｍ以下、且つ全硬度が５００ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ以下の原水Ｗ１を供給した場合に、硬度リーク量が０．８ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ以下の高純度の軟水Ｗ２を製造することができる。 By performing this regeneration process ST3, in the subsequent softening process ST1, when the raw water W1 having an electric conductivity of 150 mS / m or less and a total hardness of 500 mg CaCO 3 / L or less is supplied, the hardness leak amount is set to 0. High-purity soft water W2 having a concentration of 8 mgCaCO 3 / L or less can be produced.
なお、逆洗浄プロセスＳＴ２、リンス・プロセスＳＴ５、及び補水プロセスＳＴ６については、図示による説明を省略する。 In addition, description about illustration is abbreviate | omitted about back washing | cleaning process ST2, rinse process ST5, and water replenishment process ST6.
再び、図１を参照しながら水処理システム１の構成について説明する。
塩水タンク４は、陽イオン交換樹脂床３１１を再生する塩水Ｗ３を貯留する。塩水タンク４には、塩水ラインＬ３の上流側の端部が接続されている。塩水ラインＬ３の下流側の端部は、プロセス制御バルブ３２と連通し、プロセス制御バルブ３２を構成する各種ラインとそれぞれ接続されている。塩水ラインＬ３には、塩水弁（不図示）が設けられている。塩水弁は、塩水ラインＬ３を開閉する。塩水弁は、プロセス制御バルブ３２に組み込まれており、弁体の駆動部が制御部１０と不図示の信号線を介して電気的に接続されている。塩水弁における弁の開閉は、制御部１０により制御される。塩水タンク４は、再生プロセスＳＴ３において、陽イオン交換樹脂床３１１を再生する塩水Ｗ３を圧力タンク３１へ送出する。
塩水タンク４、不図示の塩水弁、不図示のエゼクタ及び塩水流量計は、本実施形態における再生液供給手段を構成する。
Again, the structure of the
The salt water tank 4 stores salt water W3 for regenerating the cation
The salt water tank 4, a salt water valve (not shown), an ejector (not shown), and a salt water flow meter constitute a regenerating liquid supply unit in the present embodiment.
逆浸透膜分離装置５は、硬水軟化装置３により製造された軟水Ｗ２を、逆浸透膜（後述のＲＯ膜モジュール５ｂ）により、溶存塩類等が除去された透過水Ｗ５と、溶存塩類等が濃縮された濃縮水Ｗ６とに膜分離処理する設備である。逆浸透膜分離装置５は、軟水ラインＬ２を介して硬水軟化装置３（プロセス制御バルブ３２）の下流側に接続されている。
The reverse osmosis
逆浸透膜分離装置５は、加圧ポンプ５ａと、逆浸透膜としてのＲＯ膜モジュール５ｂと、を備える。加圧ポンプ５ａは、硬水軟化装置３から送出された軟水Ｗ２を加圧し、ＲＯ膜モジュール５ｂに送出する。ＲＯ膜モジュール５ｂは、単一又は複数のＲＯ膜エレメント（不図示）を備える。逆浸透膜分離装置５は、これらＲＯ膜エレメントにより軟水Ｗ２を膜分離処理し、透過水Ｗ５及び濃縮水Ｗ６を製造する。
The reverse osmosis
ＲＯ膜モジュール５ｂの透過水出口には、通水ラインＬ５の上流側の端部が接続されている。逆浸透膜分離装置５で得られた透過水Ｗ５は、通水ラインＬ５を介して、脱塩水として二次精製装置や需要箇所に送出される。また、ＲＯ膜モジュール５ｂの濃縮水出口には、濃縮水ラインＬ６の上流側の端部が接続されている。逆浸透膜分離装置５で得られた濃縮水Ｗ６は、濃縮水ラインＬ６を介して、外部に排出される。なお、膜面での流速を所定範囲に保つため、濃縮水Ｗ６の一部を逆浸透膜分離装置５の上流側の軟水ラインＬ２に還流させ、その他の濃縮水Ｗ６を外部に排出するように構成してもよい。
The upstream end of the water flow line L5 is connected to the permeate outlet of the
本実施形態におけるＲＯ膜モジュール５ｂは、膜表面に架橋全芳香族ポリアミドからなる負荷電性のスキン層が形成された逆浸透膜（不図示）を有する。この逆浸透膜は、濃度５００ｍｇ／Ｌ、ｐＨ７．０、温度２５℃の塩化ナトリウム水溶液を、操作圧力０．７ＭＰａ、回収率１５％で供給したときの水透過係数が、１．５×１０−１１ｍ３・ｍ−２・ｓ−１・Ｐａ−１以上、且つ塩除去率が９９％以上となるものである。このような性能に設定された逆浸透膜は、淡水の脱塩処理において、供給水の硬度が低いほど、電気伝導率（ＥＣ）で評価したときの塩除去率（すなわち、（供給水ＥＣ−透過水ＥＣ）／供給水ＥＣ×１００）が高くなるという特性を持っている。そのため、スプリット・フロー再生を行う硬水軟化装置３で製造された高純度の軟水Ｗ２（実力値として、０．８ｍｇＣａＣＯ３以下）を恒常的に供給することで、高い塩除去率（通常、９８．５％以上）を維持することが可能である。
The
ここで、操作圧力とは、ＪＩＳ Ｋ３８０２−１９９５「膜用語」で定義される平均操作圧力である。操作圧力は、ＲＯ膜モジュール５ｂの一次側の入口圧力と一次側の出口圧力との平均値を指す。
回収率とは、ＲＯ膜モジュール５ｂへの供給水（ここでは塩化ナトリウム水溶液）の流量Ｑ１に対する透過水の流量Ｑ２の割合（すなわち、Ｑ２／Ｑ１×１００）をいう。
水透過係数は、透過水量［ｍ３／ｓ］を膜面積［ｍ２］及び有効圧力［Ｐａ］で除した値であり、逆浸透膜の水の透過性能を示す指標である。すなわち、水透過係数は、単位有効圧力を作用させたときに単位時間に膜の単位面積を透過する水の量を意味する。有効圧力は、ＪＩＳ Ｋ３８０２−１９９５「膜用語」で定義され、操作圧力（平均操作圧力）から浸透圧差及び二次側圧力を差し引いた圧力である。
塩除去率は、膜を透過する前後の特定の塩類の濃度（ここでは塩化ナトリウム濃度）から計算される値であり、逆浸透膜の溶質の阻止性能を示す指標である。塩除去率は、ＲＯ膜モジュール５ｂへの入口濃度（Ｃ１）および透過水の濃度（Ｃ２）から、（１−Ｃ２／Ｃ１）×１００により求められる。
Here, the operating pressure is an average operating pressure defined by JIS K3802-1995 “Membrane Term”. The operating pressure indicates an average value of the primary side inlet pressure and the primary side outlet pressure of the
Recovery and the feed water to the
The water permeation coefficient is a value obtained by dividing the permeated water amount [m 3 / s] by the membrane area [m 2 ] and the effective pressure [Pa], and is an index indicating the water permeation performance of the reverse osmosis membrane. That is, the water permeation coefficient means the amount of water that permeates the unit area of the membrane per unit time when a unit effective pressure is applied. The effective pressure is defined by JIS K3802-1995 “Membrane Term” and is a pressure obtained by subtracting the osmotic pressure difference and the secondary pressure from the operating pressure (average operating pressure).
The salt removal rate is a value calculated from the concentration of specific salts before and after permeating the membrane (here, sodium chloride concentration), and is an index indicating the solute blocking performance of the reverse osmosis membrane. The salt removal rate is determined by (1−C 2 / C 1 ) × 100 from the inlet concentration (C 1 ) to the
本実施形態の水透過係数及び塩除去率の条件を満たす逆浸透膜は、逆浸透膜エレメントとして市販されている。逆浸透膜エレメントとしては、例えば、東レ社製：型式名「ＴＭＧ２０−４００」、ウンジン・ケミカル社製：型式名「ＲＥ８０４０−ＢＬＦ」、日東電工社製：型式名「ＥＳＰＡ１」等を用いることができる。 The reverse osmosis membrane that satisfies the conditions of the water permeability coefficient and the salt removal rate of this embodiment is commercially available as a reverse osmosis membrane element. As the reverse osmosis membrane element, for example, Toray Industries, Inc .: model name “TMG20-400”, Unjin Chemical, Inc .: model name “RE8040-BLF”, Nitto Denko Corporation: model name “ESPA1”, etc. may be used. it can.
制御部１０は、ＣＰＵ及びメモリ含むマイクロプロセッサ（不図示）により構成される。制御部１０は、不図示の原水流量計、塩水流量計から入力された検出信号等に基づいて、プロセス制御バルブ３２の動作を制御する。メモリには、本実施形態の硬水軟化装置３の運転を実施する制御プログラムが予め記憶されている。ＣＰＵは、メモリに記憶された制御プログラムに従って、上述した軟化プロセスＳＴ１〜補水プロセスＳＴ６を順に切り換えるように、プロセス制御バルブ３２を制御する。
The
上記のように構成された水処理システム１において、原水Ｗ１の供給源（不図示）から原水ラインＬ１を介して供給された原水Ｗ１は、原水ポンプ２により硬水軟化装置３のプロセス制御バルブ３２へ送出される。原水Ｗ１は、圧力タンク３１の陽イオン交換樹脂床３１１を通過することにより軟化処理され、軟水Ｗ２が製造される。軟水Ｗ２は、更に軟水ラインＬ２を経て逆浸透膜分離装置５へ送出される。逆浸透膜分離装置５では、ＲＯ膜モジュール５ｂにおいて膜分離処理され、透過水Ｗ５及び濃縮水Ｗ６が製造される。この後、得られた透過水Ｗ５は、通水ラインＬ５を介して、脱塩水として二次精製装置や需要箇所に送出される。
In the
上述した第１実施形態に係る水処理システム１によれば、例えば、以下のような効果が奏される。
本実施形態の水処理システム１において、硬水軟化装置３の陽イオン交換樹脂床３１１は、塩水Ｗ３を陽イオン交換樹脂床３１１の頂部スクリーン３２１及び底部スクリーン３２２へそれぞれ配液しながら、中間部スクリーン３２３で集液することにより塩水Ｗ３の対向流を生成して、陽イオン交換樹脂床３１１の全体を再生させる再生プロセスＳＴ３を含んで運転される。そのため、硬度リーク量が十分に低減された高純度の軟水Ｗ２を実用的な採水量の範囲で最大限に得ることができる。
According to the
In the
また、本実施形態の水処理システム１において、再生プロセスＳＴ３では、陽イオン交換樹脂床３１１の底部を基点として深さＤ２（図２参照）が１００ｍｍに設定された硬度リーク防止床３１３に対し、再生レベルが１〜６ｅｑ／Ｌ−Ｒとなる量の塩水Ｗ３を供給する。そのため、陽イオン交換樹脂床３１１において、硬度リークの防止に重要な出口領域である硬度リーク防止床３１３をほぼ完全に再生することができる。これによれば、軟化プロセスＳＴ１において、原水Ｗ１として硬度レベルの高い劣悪な水質の硬水を用いた場合でも、硬度リーク量を極限にまで抑制した高純度の軟水Ｗ２を得ることができる。
Further, in the
従って、本実施形態の水処理システム１によれば、軟化プロセスＳＴ１において、原水Ｗ１として劣悪な水質の硬水を用いた場合でも、逆浸透膜分離装置５に対して高純度の軟水Ｗ２を恒常的に供給することができるため、ＲＯ膜モジュール５ｂにおける酸化劣化のみならず、スケーリングやファウリングを抑制して、高い塩除去率及び透過水量を維持することができる。
Therefore, according to the
また、本実施形態の水処理システム１では、再生プロセスＳＴ３において、硬水軟化装置３の陽イオン交換樹脂床３１１に対して、塩水Ｗ３が０．７〜２ｍ／ｈの線速度で通過するように運転される。また、押出プロセスＳＴ４において、硬水軟化装置３の陽イオン交換樹脂床３１１に対して、原水Ｗ１が０．７〜２ｍ／ｈの線速度、且つ０．４〜２．５ＢＶの押出量で通過するように運転される。このように、再生プロセス及び押出プロセスにおける通液の線速度を上記のような条件に規定することにより、陽イオン交換樹脂床３１１の再生効率を高め、軟水Ｗ２の採水量を高めることができる。また、押出プロセスの押出量を上記のような条件に制限することにより、押出水として劣悪な水質の硬水を用いた場合でも、硬度成分による硬度リーク防止床３１３の汚染を抑制し、軟水Ｗ２の純度を高めることができる。
Moreover, in the
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る水処理システム１Ａについて、図５を参照しながら説明する。図５は、第２実施形態に係る水処理システム１Ａの全体構成図である。なお、第２実施形態では、主に第１実施形態との相違点について説明する。このため、第１実施形態と同一（又は同等）の構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。また、第２実施形態において特に説明しない点については、第１実施形態の説明が適宜に適用される。
(Second Embodiment)
Next, a
図５に示すように、本実施形態に係る水処理システム１Ａは、原水ポンプ２と、硬水軟化装置３と、塩水タンク４と、逆浸透膜分離装置５と、電気脱イオンモジュールとしての電気脱イオン装置６と、制御部１０と、を備える。また、水処理システム１は、原水ラインＬ１と、軟水ラインＬ２と、塩水ラインＬ３と、排水ラインＬ４と、通水ラインＬ５，Ｌ７と、濃縮水ラインＬ６，Ｌ８と、を備える。
As shown in FIG. 5, the
なお、本実施形態では、第１実施形態における「濃縮水Ｗ６」を「第１濃縮水Ｗ６」とし、電気脱イオン装置６で得られた濃縮水を「第２濃縮水Ｗ８」とする。
本実施形態では、逆浸透膜分離装置５の下流側に、電気脱イオン装置６を備える点が第１実施形態と異なる。その他の構成は第１実施形態と同じであるため、詳細な説明を省略する。
In this embodiment, “concentrated water W6” in the first embodiment is referred to as “first concentrated water W6”, and concentrated water obtained by the electrodeionization apparatus 6 is referred to as “second concentrated water W8”.
This embodiment is different from the first embodiment in that an electrodeionization device 6 is provided on the downstream side of the reverse osmosis
本実施形態において、ＲＯ膜モジュール５ｂ（逆浸透膜分離装置５）の透過水出口には、通水ラインＬ５の上流側の端部が接続されている。電気脱イオン装置６は、逆浸透膜分離装置５の下流側に、通水ラインＬ５を介して接続されている。逆浸透膜分離装置５で得られた透過水Ｗ５は、通水ラインＬ５を介して、電気脱イオン装置６へ送出される。
In this embodiment, the upstream end of the water flow line L5 is connected to the permeate outlet of the
電気脱イオン装置６は、逆浸透膜分離装置５で得られた透過水Ｗ５を、イオン交換膜（不図示）により脱イオン水Ｗ７と第２濃縮水Ｗ８とに分離する膜分離処理を行なう設備である。
The electrodeionization device 6 is a facility for performing a membrane separation process for separating the permeated water W5 obtained by the reverse osmosis
具体的には、電気脱イオン装置６は、脱塩室及び濃縮室（いずれも不図示）を備える。脱塩室及び濃縮室は、一対の電極間に陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜（いずれも不図示）を交互に配列することにより形成される。このうち、脱塩室には、陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂が収容されている。なお、脱塩室には、少なくとも陽イオン交換樹脂が収容されていればよい（理由は後述）。 Specifically, the electrodeionization apparatus 6 includes a demineralization chamber and a concentration chamber (both not shown). The desalting chamber and the concentration chamber are formed by alternately arranging a cation exchange membrane and an anion exchange membrane (both not shown) between a pair of electrodes. Among these, the cation exchange resin and the anion exchange resin are accommodated in the desalting chamber. The desalting chamber only needs to contain at least a cation exchange resin (the reason will be described later).
電気脱イオン装置６は、電源回路（不図示）と電気的に接続されている。また、本実施形態の制御部１０は、第１実施形態の機能に加えて、電源回路を介して、電気脱イオン装置６に所定の直流電圧を印加する機能を備える。
The electrodeionization device 6 is electrically connected to a power supply circuit (not shown). In addition to the function of the first embodiment, the
電気脱イオン装置６において、一対の電極間に直流電圧が印加されると、イオン交換膜を介したイオンの選択的な移動により、逆浸透膜分離装置５で除去しきれなかった透過水Ｗ５に含まれる残留イオンが、脱塩室で除去される。これにより、脱塩室において、脱イオン水（純水）Ｗ７が製造される。また、電気脱イオン装置６では、濃縮室において、透過水Ｗ５からイオン濃度が高い第２濃縮水Ｗ８が製造される。
In the electrodeionization apparatus 6, when a DC voltage is applied between the pair of electrodes, the permeated water W5 that could not be removed by the reverse osmosis
電気脱イオン装置６の脱塩室には、通水ラインＬ７の上流側の端部が接続されている。電気脱イオン装置６で製造された脱イオン水Ｗ７は、通水ラインＬ７を介して、純水として二次精製装置や需要箇所に送出される。一方、電気脱イオン装置６の濃縮室には、濃縮水ラインＬ８の上流側の端部が接続されている。電気脱イオン装置６で製造された第２濃縮水Ｗ８は、濃縮水ラインＬ８を介して、外部に排出される。なお、第２濃縮水Ｗ８は、外部に排出することなく、濃縮水ラインＬ８を介して、加圧ポンプ５ａの上流側の軟水ラインＬ２に返送することもできる。
An upstream end portion of the water flow line L7 is connected to the demineralization chamber of the electrodeionization apparatus 6. The deionized water W7 produced by the electrodeionization device 6 is sent as pure water to the secondary purification device and the demand point through the water flow line L7. On the other hand, the upstream end of the concentrated water line L8 is connected to the concentration chamber of the electrodeionization apparatus 6. The second concentrated water W8 produced by the electrodeionization device 6 is discharged to the outside through the concentrated water line L8. The second concentrated water W8 can be returned to the soft water line L2 on the upstream side of the pressurizing
上述した第２実施形態の水処理システム１Ａによれば、第１実施形態の水処理システム１と同様の効果が奏される。特に、本実施形態の水処理システム１Ａでは、逆浸透膜分離装置５の下流側に、更に電気脱イオン装置６を備える。そのため、逆浸透膜分離装置５で除去しきれなかった透過水Ｗ５に含まれるイオンを、電気脱イオン装置６において更に除去することができる。従って、より純度の高い純水を製造することができる。
According to 1 A of water treatment systems of 2nd Embodiment mentioned above, the effect similar to the
なお、本実施形態では、脱イオン処理を実施する装置として、電気脱イオン装置６を備えた構成について説明したが、これに限らず、イオン交換樹脂混床塔又は陽イオン交換樹脂単床塔を備えた構成としてもよい。
イオン交換樹脂混床塔は、一つの塔内に陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂を混合した状態で収容したものである。イオン交換樹脂混床塔においては、透過水Ｗ５に含まれる陽イオン及び陰イオンが同時に除去される。
In addition, although this embodiment demonstrated the structure provided with the electrodeionization apparatus 6 as an apparatus which performs a deionization process, not only this but an ion exchange resin mixed bed tower or a cation exchange resin single bed tower is used. It is good also as a structure provided.
The ion exchange resin mixed bed tower is one in which a cation exchange resin and an anion exchange resin are mixed in one tower. In the ion exchange resin mixed bed tower, cations and anions contained in the permeated water W5 are simultaneously removed.
一方、陽イオン交換樹脂単床塔は、一つの塔内に陽イオン交換樹脂のみを収容したものである（カチオンポリッシャとも呼ばれる）。本実施形態のＲＯ膜モジュール５ｂは、負荷電性のスキン層が形成された逆浸透膜を備える。このため、ＲＯ膜モジュール５ｂでは、陰イオンが除去されやすい一方で、陽イオンが透過しやすい傾向にある（この傾向は、炭酸，ケイ酸（シリカ）、ホウ酸等の弱酸のイオン化を促進するために軟水Ｗ２のｐＨを高くするとより顕著になる）。この場合において、逆浸透膜分離装置５を透過した陽イオンは、下流側に設けられた陽イオン交換樹脂単床塔により除去される。このように、陽イオン交換樹脂単床塔を用いた場合には、陰イオン及び陽イオンが段階的に除去される。
なお、上述した電気脱イオン装置６において、脱塩室に陽イオン交換樹脂のみを収容した場合にも、陽イオン交換樹脂単床塔を用いた場合と同様に、陰イオン及び陽イオンを段階的に除去することができる。すなわち、電気脱イオン装置６では、逆浸透膜分離装置５を透過した陽イオンが除去される。
On the other hand, the cation exchange resin single-bed column contains only the cation exchange resin in one column (also called a cation polisher). The
In the electrodeionization apparatus 6 described above, even when only the cation exchange resin is accommodated in the demineralization chamber, the anion and the cation are stepped in the same manner as in the case of using a single cation exchange resin bed tower. Can be removed. That is, in the electrodeionization apparatus 6, cations that have permeated through the reverse osmosis
以上のように、脱イオン処理を実施する装置として、イオン交換樹脂混床塔又は陽イオン交換樹脂単床塔を備えた構成とした場合においても、逆浸透膜分離装置５で除去しきれなかった透過水Ｗ５に含まれるイオンを更に除去することができる。
As described above, the reverse osmosis
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る水処理システム１Ｂについて、図６を参照しながら説明する。図６は、第３実施形態に係る水処理システム１Ｂの全体構成図である。なお、第３実施形態では、主に第１実施形態との相違点について説明する。このため、第１実施形態と同一（又は同等）の構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。また、第２実施形態において特に説明しない点については、第１実施形態の説明が適宜に援用される。
(Third embodiment)
Next, a
図６に示すように、本実施形態に係る水処理システム１Ｂは、原水ポンプ２と、硬水軟化装置３と、塩水タンク４と、第１逆浸透膜分離装置５と、第２逆浸透膜分離装置８と、制御部１０と、を備える。また、水処理システム１は、原水ラインＬ１と、軟水ラインＬ２と、塩水ラインＬ３と、排水ラインＬ４と、通水ラインＬ５，Ｌ９と、濃縮水ラインＬ６，Ｌ１０と、を備える。
As shown in FIG. 6, the
なお、本実施形態では、第１実施形態における「逆浸透膜分離装置５」を「第１逆浸透膜分離装置５」とする。本実施形態の第１逆浸透膜分離装置５は、軟水Ｗ２を膜分離処理し、第１透過水Ｗ５及び第１濃縮水Ｗ６を製造する設備である。
本実施形態では、第１実施形態の透過水Ｗ５を「第１透過水Ｗ５」と子、第１実施形態の濃縮水Ｗ６を「第１濃縮水Ｗ６」とする。また、本実施形態では、第２逆浸透膜分離装置８で製造された透過水を「第２透過水Ｗ９」とし、第２逆浸透膜分離装置８で製造された濃縮水を「第２濃縮水Ｗ１０」とする。
In the present embodiment, the “reverse osmosis
In this embodiment, the permeated water W5 of the first embodiment is referred to as “first permeated water W5” and a child, and the concentrated water W6 of the first embodiment is referred to as “first concentrated water W6”. In the present embodiment, the permeated water produced by the second reverse osmosis membrane separator 8 is referred to as “second permeate W9”, and the concentrated water produced by the second reverse osmosis membrane separator 8 is designated as “second concentrated water”. Water W10 ”.
本実施形態に係る水処理システム１Ｂでは、第１逆浸透膜分離装置５の下流側に、第２逆浸透膜分離装置８を備える点が第１実施形態と異なる。すなわち、第２逆浸透膜分離装置８は、通水ラインＬ５を介して、第１逆浸透膜分離装置５の下流側に接続されている。その他の構成は第１実施形態と同じであるため、詳細な説明を省略する。
The
本実施形態における第２逆浸透膜分離装置８の構成は、第１逆浸透膜分離装置５と同じである。すなわち、第２逆浸透膜分離装置８の加圧ポンプ８ａは、第１逆浸透膜分離装置５の加圧ポンプ５ａと同じである。また、第２逆浸透膜分離装置８のＲＯ膜モジュール８ｂは、第１逆浸透膜分離装置５のＲＯ膜モジュール５ｂと同じ特性であってもよいし、異なる特性であってもよい。ＲＯ膜モジュール８ｂとしては、例えば、通常の逆浸透膜よりも細孔がルーズなナノ濾過膜を有するＮＦ膜モジュールを用いることもできる。第２逆浸透膜分離装置８は、これらＲＯ膜エレメントにより、第１逆浸透膜分離装置５で製造された第１透過水Ｗ５を膜分離処理し、第２透過水Ｗ９及び第２濃縮水Ｗ１０を製造する。
The configuration of the second reverse osmosis membrane separation device 8 in the present embodiment is the same as that of the first reverse osmosis
ＲＯ膜モジュール８ｂの透過水出口には、通水ラインＬ９の上流側の端部が接続されている。第２逆浸透膜分離装置８で製造された第２透過水Ｗ９は、通水ラインＬ９を介して、純水として二次精製装置や需要箇所に送出される。また、ＲＯ膜モジュール８ｂの濃縮水出口には、濃縮水ラインＬ１０の上流側の端部が接続されている。第２逆浸透膜分離装置８で製造された第２濃縮水Ｗ１０は、濃縮水ラインＬ１０を介して、外部に排出される。なお、第２濃縮水Ｗ１０は、外部に排出することなく、濃縮水ラインＬ１０を介して、加圧ポンプ５ａの上流側の軟水ラインＬ２に返送することもできる。
The upstream end of the water flow line L9 is connected to the permeate outlet of the
上述した第３実施形態の水処理システム１Ｂによれば、第１実施形態の水処理システム１と同様の効果が奏される。特に、本実施形態の水処理システム１Ｂでは、第１逆浸透膜分離装置５の下流側に、更に第２逆浸透膜分離装置８を備える。そのため、第１逆浸透膜分離装置５で除去しきれなかった第１透過水Ｗ５に含まれるイオンを、第２逆浸透膜分離装置８において更に除去することができる。従って、より純度の高い純水を製造することができる。
According to
なお、本実施形態において、第２逆浸透膜分離装置８の下流側に、脱イオン処理を実施する装置として、第２実施形態に示した電気脱イオン装置６を更に備えた構成としてもよい。また、電気脱イオン装置６の代わりに、イオン交換樹脂混床塔又は陽イオン交換樹脂単床塔を備えた構成としてもよい。このような構成とした場合には、第１逆浸透膜分離装置５及び第２逆浸透膜分離装置８で除去しきれなかった第２透過水Ｗ９に含まれるイオンを更に除去することができる。従って、より一層純度の高い純水を製造することができる。
In addition, in this embodiment, it is good also as a structure further equipped with the electrodeionization apparatus 6 shown in 2nd Embodiment as an apparatus which implements a deionization process in the downstream of the 2nd reverse osmosis membrane separation apparatus 8. FIG. Moreover, it is good also as a structure provided with the ion exchange resin mixed bed tower or the cation exchange resin single bed tower instead of the electrodeionization apparatus 6. FIG. In such a configuration, ions contained in the second permeated water W9 that could not be removed by the first reverse osmosis
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、前述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention can be implemented with a various form, without being limited to embodiment mentioned above.
例えば、第１〜第３実施形態において、硬水軟化装置３と逆浸透膜分離装置（第１逆浸透膜分離装置）５との間にアルカリ剤添加装置（不図示）を設け、逆浸透膜分離装置（第１逆浸透膜分離装置）５に供給される軟水Ｗ２にアルカリ剤を添加する構成としてもよい。アルカリ剤としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。硬水軟化装置３で製造された軟水Ｗ２にアルカリ剤を添加してｐＨを８以上に上昇させると、軟水Ｗ２に含まれる遊離炭酸がイオン化し、炭酸水素イオンや炭酸イオンに変化する。このため、下流側に設けられた逆浸透膜分離装置（第１逆浸透膜分離装置）５において、イオン化した遊離炭酸（炭酸水素イオンや炭酸イオン）を除去することができる。従って、更に純度の高い純水を製造することができる。
For example, in the first to third embodiments, an alkaline agent addition device (not shown) is provided between the
また、軟水Ｗ２にアルカリ剤を添加すると、軟水Ｗ２に含まれるケイ酸（シリカ）の溶解度が上昇するため、シリカ系スケールの発生を抑制することが可能になり、結果として純水の回収率を向上させることができる。また、軟水Ｗ２にアルカリ剤を添加して、ｐＨを９以上とすることにより、ホウ酸の解離（イオン化）が促進されるため、ホウ酸の除去率を向上させることができる。 Moreover, since the solubility of the silicic acid (silica) contained in the soft water W2 increases when an alkali agent is added to the soft water W2, it is possible to suppress the generation of silica-based scale, and as a result, the recovery rate of pure water is increased. Can be improved. Moreover, since the dissociation (ionization) of boric acid is accelerated | stimulated by adding an alkaline agent to soft water W2 and setting pH to 9 or more, the removal rate of boric acid can be improved.
また、第３実施形態において、第２逆浸透膜分離装置８の下流側にイオン交換樹脂混床塔を設けた場合には、軟水Ｗ２にアルカリ剤を添加することにより、ケイ酸（シリカ）の解離（イオン化）が促進されることで、イオン交換樹脂混床塔の寿命を延ばすことができる。すなわち、第２透過水Ｗ９中に解離していないケイ酸が残留している場合には、この非イオン状のケイ酸は、陰イオン交換樹脂の細孔に物理的に吸着して蓄積していくため、陰イオン交換樹脂の再生利用が困難になる。一方、第２透過水Ｗ９中に解離したケイ酸が残留している場合には、このイオン状のケイ酸は、陰イオン交換樹脂でイオン交換によって除去されるため、陰イオン交換樹脂の再生利用が可能になる。このため、後者の場合には、イオン交換樹脂混床塔の負荷が軽減され、その寿命を延ばすことができる。 In the third embodiment, when an ion exchange resin mixed bed tower is provided on the downstream side of the second reverse osmosis membrane separation device 8, by adding an alkali agent to the soft water W2, silicic acid (silica) is added. By promoting dissociation (ionization), the lifetime of the ion-exchange resin mixed bed tower can be extended. That is, when undissociated silicic acid remains in the second permeated water W9, the nonionic silicic acid is physically adsorbed and accumulated in the pores of the anion exchange resin. Therefore, it becomes difficult to recycle the anion exchange resin. On the other hand, when the dissociated silicic acid remains in the second permeated water W9, the ionic silicic acid is removed by ion exchange with the anion exchange resin. Is possible. For this reason, in the latter case, the load of the ion-exchange resin mixed bed tower is reduced, and the life can be extended.
また、アルカリ剤添加装置を設けた構成については、以下のような実施形態がある。
第３実施形態において、第２逆浸透膜分離装置８で製造される第２透過水Ｗ９の水質は、ＲＯ膜モジュール８ｂの膜表面のｐＨに依存する。そのため、ＲＯ膜モジュール８ｂの膜表面のｐＨが変動すると、第２逆浸透膜分離装置８で製造される第２透過水Ｗ９の水質も不安定になる。
Moreover, about the structure which provided the alkaline agent addition apparatus, there exist the following embodiments.
In the third embodiment, the quality of the second permeated water W9 produced by the second reverse osmosis membrane separation device 8 depends on the pH of the membrane surface of the
そこで、第３実施形態において、第２濃縮水Ｗ１０の一部を第１逆浸透膜分離装置５の上流側の軟水ラインＬ２に還流させ、その他の第２濃縮水Ｗ１０を外部に排出する構成とする。そして、ｐＨ検出手段（不図示）を、通水ラインＬ５（第２逆浸透膜分離装置８の入口側）に設ける。ｐＨ検出手段としては、例えば、ｐＨセンサがある。このｐＨセンサは、信号線を介して制御部１０と電気的に接続される。ｐＨセンサで検出された計測値は、制御部１０に送信される。
Therefore, in the third embodiment, a part of the second concentrated water W10 is recirculated to the soft water line L2 on the upstream side of the first reverse osmosis
制御部１０は、ｐＨセンサで検出された計測値に基づいて、アルカリ剤添加装置によるアルカリ剤の添加又は非添加を制御する。具体的には、制御部１０は、ｐＨセンサで検出された計測値に基づいて、第２逆浸透膜分離装置８に送出される第１透過水Ｗ５のｐＨが７〜８となり、且つ第２逆浸透膜分離装置８から排出される第２濃縮水Ｗ１０のｐＨが７〜７．５となるように、アルカリ剤の添加又は非添加を制御する。
The
本実施形態においては、第１透過水Ｗ５のｐＨを７〜８とすることにより、第１透過水Ｗ５に含まれる遊離炭酸のイオン化を促進することができる。また、第２濃縮水Ｗ１０のｐＨを７〜７．５とすることにより、第２逆浸透膜分離装置８で製造される純水の純度を向上させることができる。これによれば、ＲＯ膜モジュール８ｂにおける膜表面のｐＨの変動を抑制し、最適なｐＨ領域で膜分離処理を行うことができる。このため、第２逆浸透膜分離装置８で製造される第２透過水Ｗ９の水質をより安定させることができる。また、アルカリ剤の添加量を最適化することができるので、使用するアルカリ剤の使用量を必要最小限に抑えることができる。
In this embodiment, the ionization of the free carbonic acid contained in the first permeate water W5 can be promoted by setting the pH of the first permeate water W5 to 7-8. Moreover, the purity of the pure water manufactured with the 2nd reverse osmosis membrane separation apparatus 8 can be improved by making pH of the 2nd concentrated water W10 into 7-7.5. According to this, the fluctuation | variation of pH of the membrane surface in
また、第１〜第３実施形態において、原水Ｗ１の供給源とは別に、原水ラインＬ１に原水Ｗ１を供給する原水タンクを設け、この原水タンクを含む設備を原水供給手段としてもよい。この場合には、原水タンクに貯留された原水Ｗ１を、洗浄水、押出水、及び濯ぎ水として硬水軟化装置３に供給する。
In the first to third embodiments, a raw water tank for supplying the raw water W1 to the raw water line L1 may be provided separately from the supply source of the raw water W1, and equipment including the raw water tank may be used as the raw water supply means. In this case, the raw water W1 stored in the raw water tank is supplied to the hard
１，１Ａ，１Ｂ 水処理システム
３ 硬水軟化装置
４ 塩水タンク
５ 逆浸透膜分離装置（第１逆浸透膜分離装置）
５ｂ ＲＯ膜モジュール（逆浸透膜）
６ 電気脱イオン装置（電気脱イオンモジュール）
８ 第２逆浸透膜分離装置
１０ 制御部
３１ 圧力タンク（陽イオン交換樹脂床塔）
３２ プロセス制御バルブ（バルブ手段）
３１１ 陽イオン交換樹脂床
３１３ 硬度リーク防止床
３２１ 頂部スクリーン
３２２ 底部スクリーン
３２３ 中間部スクリーン
Ｌ１ 原水ライン
Ｌ２ 軟水ライン
Ｌ３ 塩水ライン
Ｌ４ 排水ライン
Ｌ５，Ｌ７ 通水ライン
Ｌ６，Ｌ８ 濃縮水ライン
Ｗ１ 原水
Ｗ２ 軟水
Ｗ３ 塩水（再生液）
Ｗ４ 排水
Ｗ５ 透過水（第１透過水）
Ｗ６ 濃縮水（第１濃縮水）
Ｗ７ 脱イオン水
Ｗ８，Ｗ１０ 第２濃縮水
Ｗ９ 第２透過水
1, 1A, 1B
5b RO membrane module (reverse osmosis membrane)
6 Electrodeionization equipment (Electrodeionization module)
8 Second reverse osmosis
32 Process control valve (valve means)
311 Cation
W4 Drainage W5 Permeate (first permeate)
W6 Concentrated water (first concentrated water)
W7 Deionized water W8, W10 Second concentrated water W9 Second permeated water
Claims (10)
硬水軟化工程で製造された軟水を第１逆浸透膜モジュールで透過水と濃縮水とに分離する第１逆浸透膜分離工程と、を含み、
前記陽イオン交換樹脂床塔においては、深さが３００〜１５００ｍｍの陽イオン交換樹脂床に対し、原水を下降流で通過させて軟水を製造する軟化プロセス；再生液を前記陽イオン交換樹脂床の頂部及び底部の両側から配液しながら、中間部で集液することにより再生液の対向流を生成して、前記陽イオン交換樹脂床の全体を再生させる再生プロセスを含んで運転され、
再生プロセスでは、前記陽イオン交換樹脂床の底部を基点として深さ１００ｍｍに設定された硬度リーク防止床に対し、再生レベルが１〜６ｅｑ／Ｌ−Ｒとなる再生液量を供給する一方で、再生プロセス後の軟化プロセスでは、電気伝導率が１５０ｍＳ／ｍ以下、且つ全硬度が５００ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ以下の硬水を供給し、
前記第１逆浸透膜モジュールは、膜表面に架橋全芳香族ポリアミドからなる負荷電性のスキン層が形成された逆浸透膜を有し、
当該逆浸透膜は、濃度５００ｍｇ／Ｌ、ｐＨ７．０、温度２５℃の塩化ナトリウム水溶液を、操作圧力０．７ＭＰａ、回収率１５％で供給したときの水透過係数が１．５×１０−１１ｍ３・ｍ−２・ｓ−１・Ｐａ−１以上、且つ塩除去率が９９％以上である、
水処理方法。 A water softening process in which raw water is softened in a cation exchange resin bed tower to produce soft water;
A first reverse osmosis membrane separation step of separating the soft water produced in the hard water softening step into permeated water and concentrated water by the first reverse osmosis membrane module,
In the cation exchange resin bed tower, a softening process for producing soft water by passing raw water in a downward flow with respect to a cation exchange resin bed having a depth of 300 to 1500 mm; Distributing from both sides of the top and bottom, while generating a counter flow of the regenerated liquid by collecting in the middle part, is operated including a regeneration process to regenerate the entire cation exchange resin bed,
In the regeneration process, while supplying the amount of regeneration liquid with a regeneration level of 1 to 6 eq / LR to the hardness leak prevention floor set to a depth of 100 mm with the bottom of the cation exchange resin bed as a base point, In the softening process after the regeneration process, hard water having an electric conductivity of 150 mS / m or less and a total hardness of 500 mg CaCO 3 / L or less is supplied.
The first reverse osmosis membrane module has a reverse osmosis membrane in which a negatively charged skin layer made of a crosslinked wholly aromatic polyamide is formed on the membrane surface,
The reverse osmosis membrane has a water permeability coefficient of 1.5 × 10 −11 when a sodium chloride aqueous solution having a concentration of 500 mg / L, pH 7.0, and temperature of 25 ° C. is supplied at an operating pressure of 0.7 MPa and a recovery rate of 15%. m 3 · m −2 · s −1 · Pa −1 or more and the salt removal rate is 99% or more,
Water treatment method.
請求項１に記載の水処理方法。 A deionization treatment step of deionizing the permeated water obtained in the first reverse osmosis membrane separation step with an electrodeionization module, an ion exchange resin mixed bed tower or a cation exchange resin single bed tower,
The water treatment method according to claim 1.
請求項１に記載の水処理方法。 Including a second reverse osmosis membrane separation step of further separating the permeated water obtained in the first reverse osmosis membrane separation step into permeated water and concentrated water by the second reverse osmosis membrane module,
The water treatment method according to claim 1.
請求項３に記載の水処理方法。 Including a deionization treatment step of deionizing the permeated water obtained in the second reverse osmosis membrane separation step with an electrodeionization module, an ion exchange resin mixed bed tower or a cation exchange resin single bed tower,
The water treatment method according to claim 3.
再生プロセスでは、前記陽イオン交換樹脂床に対して再生液を０．７〜２ｍ／ｈの線速度で通過させると共に、押出プロセスでは、前記陽イオン交換樹脂床に対して原水を０．７〜２ｍ／ｈの線速度、且つ０．４〜２．５ＢＶの押出量で通過させる、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の水処理方法。 In the cation exchange resin bed tower, after the regeneration process, raw water is distributed from both the top and bottom sides of the cation exchange resin bed and collected in the middle to generate a counter flow of the raw water. Operated including an extrusion process for extruding the introduced regenerated liquid,
In the regeneration process, the regeneration solution is passed through the cation exchange resin bed at a linear velocity of 0.7 to 2 m / h, and in the extrusion process, the raw water is 0.7 to 2 in the cation exchange resin bed. Passing at a linear velocity of 2 m / h and an extrusion rate of 0.4 to 2.5 BV,
The water treatment method as described in any one of Claims 1-4.
前記硬水軟化装置で製造された軟水を第１逆浸透膜モジュールで透過水と濃縮水とに分離する第１逆浸透膜分離装置と、
前記陽イオン交換樹脂床塔に収容された、深さが３００〜１５００ｍｍの陽イオン交換樹脂床に対し、原水を下降流で通過させて軟水を製造する軟化プロセス；再生液を前記陽イオン交換樹脂床の頂部及び底部の両側から配液しながら、中間部で集液することにより再生液の対向流を生成して、前記陽イオン交換樹脂床の全体を再生させる再生プロセスに切り換え可能なバルブ手段と、
再生プロセスにおいて、前記陽イオン交換樹脂床の底部を基点として深さが１００ｍｍに設定された硬度リーク防止床に対し、再生レベルが１〜６ｅｑ／Ｌ−Ｒとなる再生液量を供給する再生液供給手段と、
再生プロセス後の軟化プロセスにおいて、電気伝導率が１５０ｍＳ／ｍ以下、且つ全硬度が５００ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ以下の原水を供給する原水供給手段と、を備え、
前記第１逆浸透膜モジュールは、膜表面に架橋全芳香族ポリアミドからなる負荷電性のスキン層が形成された逆浸透膜を有し、
当該逆浸透膜は、濃度５００ｍｇ／Ｌ、ｐＨ７．０、温度２５℃の塩化ナトリウム水溶液を、操作圧力０．７ＭＰａ、回収率１５％で供給したときの水透過係数が１．５×１０−１１ｍ３・ｍ−２・ｓ−１・Ｐａ−１以上、且つ塩除去率が９９％以上である、
水処理システム。 A water softening device for producing soft water by softening raw water in a cation exchange resin bed tower;
A first reverse osmosis membrane separation device for separating soft water produced by the hard water softening device into permeated water and concentrated water by a first reverse osmosis membrane module;
A softening process for producing soft water by passing raw water in a downward flow through a cation exchange resin bed having a depth of 300 to 1500 mm housed in the cation exchange resin bed tower; Valve means capable of switching to a regeneration process that regenerates the whole of the cation exchange resin bed by generating a counter flow of the regeneration liquid by collecting at the middle part while distributing from both sides of the top and bottom of the bed When,
In a regeneration process, a regeneration solution for supplying a regeneration solution amount of a regeneration level of 1 to 6 eq / LR to a hardness leak prevention bed whose depth is set to 100 mm with the bottom of the cation exchange resin bed as a base point Supply means;
A raw water supply means for supplying raw water having an electrical conductivity of 150 mS / m or less and a total hardness of 500 mg CaCO 3 / L or less in a softening process after the regeneration process;
The first reverse osmosis membrane module has a reverse osmosis membrane in which a negatively charged skin layer made of a crosslinked wholly aromatic polyamide is formed on the membrane surface,
The reverse osmosis membrane has a water permeability coefficient of 1.5 × 10 −11 when a sodium chloride aqueous solution having a concentration of 500 mg / L, pH 7.0, and temperature of 25 ° C. is supplied at an operating pressure of 0.7 MPa and a recovery rate of 15%. m 3 · m −2 · s −1 · Pa −1 or more and the salt removal rate is 99% or more,
Water treatment system.
請求項６に記載の水処理システム。 Comprising an electrodeionization module, an ion exchange resin mixed bed tower or a cation exchange resin single bed tower for deionizing the permeated water obtained by the first reverse osmosis membrane separation device,
The water treatment system according to claim 6.
請求項６に記載の水処理方法。 A second reverse osmosis membrane separation device for further separating the permeated water obtained by the first reverse osmosis membrane separation device into permeated water and concentrated water by a second reverse osmosis membrane module;
The water treatment method according to claim 6.
請求項８に記載の水処理システム。 Comprising an electrodeionization module, an ion exchange resin mixed bed tower or a cation exchange resin single bed tower for deionizing the permeated water obtained by the second reverse osmosis membrane separation device,
The water treatment system according to claim 8.
前記再生液供給手段は、再生プロセスにおいて、前記陽イオン交換樹脂床に対して再生液を０．７〜２ｍ／ｈの線速度で通過させるように構成され、
前記原水供給手段は、押出プロセスにおいて、前記陽イオン交換樹脂床に対して原水を０．７〜２ｍ／ｈの線速度、且つ０．４〜２．５ＢＶの押出量で通過させるように構成された、
請求項６〜９のいずれか一項に記載の水処理システム。 The valve means was introduced after the regeneration process by collecting the raw water from both sides of the top and bottom of the cation exchange resin bed and collecting the intermediate water to collect a counter flow of the raw water. It is configured to be switchable to an extrusion process that extrudes the regenerated liquid,
The regeneration liquid supply means is configured to pass the regeneration liquid through the cation exchange resin bed at a linear velocity of 0.7 to 2 m / h in the regeneration process.
The raw water supply means is configured to pass the raw water through the cation exchange resin bed at a linear velocity of 0.7 to 2 m / h and an extrusion rate of 0.4 to 2.5 BV in the extrusion process. The
The water treatment system according to any one of claims 6 to 9.
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