JP7500483B2 - 水処理システム及び水処理方法 - Google Patents
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Description
導入ユニットの下流に配置される、第1の逆浸透膜エレメントを備えた脱塩用膜分離ユニットであって、第1の逆浸透膜エレメントは第1の逆浸透膜と、第1の逆浸透膜により区画され、第1の流路により導入ユニットに接続される第1のチャンバ及び第2のチャンバとを有し、第1の逆浸透膜エレメントの第1のチャンバが第1の流路により導入ユニットに接続される、脱塩用膜分離ユニット;脱塩用膜分離ユニットの下流に配置される第1の減圧ユニットであって、一端が第1の流路の接続箇所と異なる脱塩用膜分離ユニットの第1のチャンバの箇所に位置する第2の流路により、脱塩用膜分離ユニットの第1のチャンバに接続される第1の減圧装置を備える、第1の減圧ユニット;第1の減圧ユニットの下流に配置され、第2の逆浸透膜エレメントを備え、かつ、脱塩用膜分離ユニットの最大耐圧より低い最大耐圧を持つ第1の濃縮用膜分離ユニットであって、第2の逆浸透膜エレメントは、第2の逆浸透膜と、第2の逆浸透膜により区画された第1のチャンバ及び第2のチャンバとを有し、第2の逆浸透膜エレメントの第1のチャンバは第3の流路により第1の減圧ユニットに接続され、第2の逆浸透膜エレメントの第2のチャンバは第4の流路により導入ユニットに接続される、第1の濃縮用膜分離ユニット;第1の濃縮用膜分離ユニットより下流側に配置される、第3の逆浸透膜エレメントを備えた第2の濃縮用膜分離ユニットであって、第3の逆浸透膜エレメントは第3の逆浸透膜と、第3の逆浸透膜により区画された第1のチャンバ及び第2のチャンバとを有し、第3の逆浸透膜エレメントの第1のチャンバは第5の流路により第1の濃縮用膜分離ユニットの第1のチャンバに接続され、かつ第5の流路と異なる位置に第6の流路が接続され、第3の逆浸透膜エレメントの第2のチャンバは第7の流路により第1の濃縮用膜分離ユニットの第2のチャンバに接続される第2の濃縮用膜分離ユニット;及び第5の流路又は第6の流路に接続される第2の減圧ユニットであって、第8の流路により第5の流路又は第6の流路に接続され、かつ第9の流路により第2の濃縮用膜分離ユニットの第2のチャンバに接続される第2の減圧装置を備える、第2の減圧ユニット;を具備する。
図1は、第1の実施形態に係る水処理システムの機能構成を示す概略図である。
有機物を含有している食品工場排水等の廃水を用いることができる。
図6は、第2の実施形態に係る水処理システムを示す概略図である。図6において、第1の実施形態で説明した図1と同様な部材は同符号を付して説明を省略する。
図7は、第3の実施形態に係る水処理システムを示す概略図である。図7において、第1の実施形態で説明した図1と同様な部材は同符号を付して説明を省略する。
図8は、第4の実施形態に係る水処理システムを示す概略図である。図8において、第3の実施形態で説明した図7と同様な部材は同符号を付して説明を省略する。
図9は、第5の実施形態に係る水処理システムを示す概略図である。図9において、第1の実施形態で説明した図1と同様な部材は同符号を付して説明を省略する。
図10は、第6の実施形態に係る水処理システムを示す概略図である。図10において、第1の実施形態で説明した図1と同様な部材は同符号を付して説明を省略する。
図11は、第7の実施形態に係る水処理システムを示す概略図である。図11において、第6の実施形態で説明した図10と同様な部材は同符号を付して説明を省略する。
図13は、第8の実施形態に係る水処理システムを示す概略図である。図13において、第1の実施形態で説明した図1と同様な部材は同符号を付して説明を省略する。
図14は、第9の実施形態に係る水処理システムを示す概略図である。図14において、第1の実施形態で説明した図1と同様な部材は同符号を付して説明を省略する。
図15は、第10の実施形態に係る水処理システムを示す概略図である。図10において、第2の実施形態で説明した図6と同様な部材は同符号を付して説明を省略する。
図17は、第11の実施形態に係る水処理システムを示す概略図である。図17において、第9の実施形態で説明した図14と同様な部材は同符号を付して説明を省略する。
このような図17に示す構成によれば、第1の濃縮用膜分離ユニット40及び第2の濃縮用膜分離ユニット50の各逆浸透膜エレメントに、最適な濃縮水量と戻り濃縮水量を分配できるので、被処理水の水質、水量が変化しても高濃縮化することが可能な水処理システムを実現できる。
以下に、本願出願の当初特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]
被処理水を昇圧して送出する導入ユニット;
前記導入ユニットの下流に配置される、第1の逆浸透膜エレメントを備えた脱塩用膜分離ユニットであって、前記第1の逆浸透膜エレメントは第1の逆浸透膜と、前記第1の逆浸透膜により区画され、第1の流路により前記導入ユニットに接続される第1のチャンバ及び第2のチャンバとを有し、前記第1の逆浸透膜エレメントの前記第1のチャンバが第1の流路により前記導入ユニットに接続される、前記脱塩用膜分離ユニット;
前記脱塩用膜分離ユニットの下流に配置される第1の減圧ユニットであって、一端が前記第1の流路の接続箇所と異なる前記脱塩用膜分離ユニットの前記第1のチャンバの箇所に位置する第2の流路により、前記脱塩用膜分離ユニットの前記第1のチャンバに接続される第1の減圧装置を備える、前記第1の減圧ユニット;
前記第1の減圧ユニットの下流に配置され、第2の逆浸透膜エレメントを備え、かつ、前記脱塩用膜分離ユニットの最大耐圧より低い最大耐圧を持つ第1の濃縮用膜分離ユニットであって、前記第2の逆浸透膜エレメントは、第2の逆浸透膜と、前記第2の逆浸透膜により区画された第1のチャンバ及び第2のチャンバとを有し、前記第2の逆浸透膜エレメントの前記第1のチャンバは第3の流路により前記第1の減圧ユニットに接続され、前記第2の逆浸透膜エレメントの前記第2のチャンバは第4の流路により前記導入ユニットに接続される、前記第1の濃縮用膜分離ユニット;
前記第1の濃縮用膜分離ユニットより下流側に配置される、第3の逆浸透膜エレメントを備えた第2の濃縮用膜分離ユニットであって、前記第3の逆浸透膜エレメントは第3の逆浸透膜と、前記第3の逆浸透膜により区画された第1のチャンバ及び第2のチャンバとを有し、前記第3の逆浸透膜エレメントの前記第1のチャンバは第5の流路により前記第1の濃縮用膜分離ユニットの前記第1のチャンバに接続され、かつ前記第5の流路と異なる位置に第6の流路が接続され、前記第3の逆浸透膜エレメントの前記第2のチャンバは第7の流路により前記第1の濃縮用膜分離ユニットの前記第2のチャンバに接続される前記第2の濃縮用膜分離ユニット;及び
前記第5の流路又は前記第6の流路に接続される第2の減圧ユニットであって、第8の流路により前記第5の流路又は前記第6の流路に接続され、かつ第9の流路により前記第2の濃縮用膜分離ユニットの前記第2のチャンバに接続される第2の減圧装置を備える、前記第2の減圧ユニット;を具備する水処理システム。
[2]
前記脱塩用膜分離ユニットは、10MPa以上、前記第1の逆浸透膜の最大耐圧以下で運転可能である[1]の水処理システム。
[3]
前記第1の濃縮用膜分離ユニットは、前記第2の逆浸透膜エレメントを直列に複数備える[1]又は[2]の水処理システム。
[4]
前記第1の濃縮用膜分離ユニットは、前記第2の逆浸透膜エレメントを並列に複数備え、前記第2の濃縮用膜分離ユニットは、前記第3の逆浸透膜エレメントを、前記第2の逆浸透膜エレメントの数以下で、並列に複数備える[1]乃至[3]のいずれか一つの水処理システム。
[5]
前記導入ユニットの上流に配置され、固形分除去、有機成分除去、硬度成分除去、及び炭酸成分除去の少なくとも1つを行う前処理ユニットであって、前記前処理ユニットは第10の流路により前記導入ユニットに接続される[1]乃至[4]いずれか一つの水処理システム。
[6]
前記前処理ユニットと前記導入ユニットの間に前処理用膜分離ユニットをさらに備え、
前記前処理用膜分離ユニットは、第4の逆浸透膜並びに前記第4の逆浸透膜により区画される第1のチャンバ及び第2のチャンバを有する第4の逆浸透膜エレメントと、一端が前記前処理ユニットに接続され、他端が前記前処理用膜分離ユニットの前記第1のチャンバに接続される第11の流路と、一端が前記前処理用膜分離ユニットの前記第1のチャンバに接続され、他端が前記導入ユニットに接続される第12の流路とを備える[5]の水処理システム。
[7]
前記第2の濃縮用膜分離ユニットに前記第6の流路を通して接続される熱処理ユニットをさらに備える[1]乃至[6]のいずれか一つの水処理システム。
[8]
前記第2の濃縮用膜分離ユニットに前記第6の流路を通して接続される動力回収ユニットをさらに備える[1]乃至[6]のいずれか一つの水処理システム。
[9]
前記第2の濃縮用膜分離ユニットの前記第1のチャンバから送出される水に、1000nm以下のファインバブルを1.0E+6個/mL以上含ませるように構成される[1]乃至[8]のいずれか一つの水処理システム。
[10]
被処理水を昇圧して送出する導入ユニット;
前記導入ユニットより下流に配置され、第1の逆浸透膜と当該第1の逆浸透膜により区画される第1のチャンバ及び第2のチャンバとを有する第1の逆浸透膜エレメントを備える、脱塩用膜分離ユニット;
前記脱塩用膜分離ユニットより下流に配置され、前記脱塩用膜分離ユニットの前記第1のチャンバから送出される濃縮水を減圧する第1の減圧ユニット;
前記第1の減圧ユニットより下流に配置され、前記脱塩用膜分離ユニットの最大耐圧より低い最大耐圧を持つ第2の逆浸透膜と当該第2の逆浸透膜により区画される第1のチャンバ及び第2のチャンバとを有する第2の逆浸透膜エレメントを備える、第1の濃縮用膜分離ユニット;
前記第1の濃縮用膜分離ユニットより下流に配置され、第3の逆浸透膜と当該第3の逆浸透膜により区画される第1のチャンバ及び第2のチャンバとを有する第3の逆浸透膜エレメントを備える、第2の濃縮用膜分離ユニット;及び
前記第1の濃縮用膜分離ユニットより下流側に配置され、前記第1の濃縮用膜分離ユニットの前記第1のチャンバから送出された濃縮液を減圧する、又は、前記第2の濃縮用膜分離ユニットより下流側に配置され、前記第2の濃縮用膜分離ユニットの前記第1のチャンバから送出された濃縮液を減圧する、第2の減圧ユニット;を具備する水処理システムを用意する工程と、
前記導入ユニットから昇圧した被処理水を前記脱塩用膜分離ユニットの前記第1のチャンバに送出する工程と、
前記脱塩用膜分離ユニットの前記第1のチャンバ内で濃縮された濃縮水を前記第1の減圧ユニットに送出し、減圧する工程と、
前記第1の減圧ユニットによって減圧された前記濃縮水を前記第1の濃縮用膜分離ユニットの前記第1のチャンバに送出する工程と、
前記第1の濃縮用膜分離ユニットの前記第1のチャンバ内で濃縮された前記濃縮水を前記第2の濃縮用膜分離ユニットの前記第1のチャンバに送出する工程と、
前記第1の濃縮用膜分離ユニットの前記第1のチャンバ又は前記第2の濃縮用膜分離ユニットの前記第1のチャンバから送出された濃縮水を前記第2の減圧ユニットに送出し、前記第2の濃縮用膜分離ユニットの前記第1のチャンバに送出される前記濃縮水より低い圧力に減圧する工程と、
前記第2の減圧ユニットによって減圧された戻り濃縮水を前記第2の濃縮用膜分離ユニットの前記第2のチャンバに送出する工程と、
前記第2の濃縮用膜分離ユニットの前記第2のチャンバ内で濃縮された戻り濃縮水を前記第1の濃縮用膜分離ユニットの前記第2のチャンバに送出する工程と、
前記第1の濃縮用膜分離ユニットの前記第2のチャンバ内で濃縮された戻り濃縮水を前記導入ユニットに循環する工程と
を含み、
前記第1の濃縮用膜分離ユニットの前記第2のチャンバ内で濃縮された前記戻り濃縮水を前記導入ユニットに循環し、
前記第2の濃縮用膜分離ユニットの前記第1のチャンバ内で濃縮された前記濃縮水を高濃縮度の濃縮水として回収する水処理方法。
[11]
前記第2の濃縮用膜分離ユニットの前記第1のチャンバから送出される濃縮水に、1000nm以下のファインバブルが1.0E+6個/mL以上含まれている[10]の水処理方法。
Claims (10)
- 被処理水を昇圧して送出する導入ユニット;
前記導入ユニットの下流に配置される、第1の逆浸透膜エレメントを備えた脱塩用膜分離ユニットであって、前記第1の逆浸透膜エレメントは第1の逆浸透膜と、前記第1の逆浸透膜により区画され、第1の流路により前記導入ユニットに接続される第1のチャンバ及び第2のチャンバとを有し、前記第1の逆浸透膜エレメントの前記第1のチャンバが第1の流路により前記導入ユニットに接続される、10MPa以上、前記第1の逆浸透膜の最大耐圧以下で運転可能になるように構成される前記脱塩用膜分離ユニット;
前記脱塩用膜分離ユニットの下流に配置される第1の減圧ユニットであって、一端が前記第1の流路の接続箇所と異なる前記脱塩用膜分離ユニットの前記第1のチャンバの箇所に位置する第2の流路により、前記脱塩用膜分離ユニットの前記第1のチャンバに接続される第1の減圧装置を備える、前記第1の減圧ユニット;
前記第1の減圧ユニットの下流に配置され、第2の逆浸透膜エレメントを備え、かつ、前記脱塩用膜分離ユニットの最大耐圧より低い最大耐圧を持つ第1の濃縮用膜分離ユニットであって、前記第2の逆浸透膜エレメントは、第2の逆浸透膜と、前記第2の逆浸透膜により区画された第1のチャンバ及び第2のチャンバとを有し、前記第2の逆浸透膜エレメントの前記第1のチャンバは第3の流路により前記第1の減圧ユニットに接続され、前記第2の逆浸透膜エレメントの前記第2のチャンバは第4の流路により前記導入ユニットに接続される、前記第1の濃縮用膜分離ユニット;
前記第1の濃縮用膜分離ユニットより下流側に配置される、第3の逆浸透膜エレメントを備えた第2の濃縮用膜分離ユニットであって、前記第3の逆浸透膜エレメントは第3の逆浸透膜と、前記第3の逆浸透膜により区画された第1のチャンバ及び第2のチャンバとを有し、前記第3の逆浸透膜エレメントの前記第1のチャンバは第5の流路により前記第1の濃縮用膜分離ユニットの前記第1のチャンバに接続され、かつ前記第5の流路と異なる位置に第6の流路が接続され、前記第3の逆浸透膜エレメントの前記第2のチャンバは第7の流路により前記第1の濃縮用膜分離ユニットの前記第2のチャンバに接続される前記第2の濃縮用膜分離ユニット;及び
前記第5の流路又は前記第6の流路に接続される第2の減圧ユニットであって、第8の流路により前記第5の流路又は前記第6の流路に接続され、かつ第9の流路により前記第2の濃縮用膜分離ユニットの前記第2のチャンバに接続される第2の減圧装置を備える、前記第2の減圧ユニット;を具備する水処理システム。 - 前記第1の濃縮用膜分離ユニットは、前記第2の逆浸透膜エレメントを直列に複数備える請求項1に記載の水処理システム。
- 前記第1の濃縮用膜分離ユニットは、前記第2の逆浸透膜エレメントを並列に複数備え、前記第2の濃縮用膜分離ユニットは、前記第3の逆浸透膜エレメントを、前記第2の逆浸透膜エレメントの数以下で、並列に複数備える請求項1又は2に記載の水処理システム。
- 前記導入ユニットの上流に配置され、固形分除去、有機成分除去、硬度成分除去、及び炭酸成分除去の少なくとも1つを行う前処理ユニットであって、前記前処理ユニットは第10の流路により前記導入ユニットに接続される請求項1乃至3いずれか1項に記載の水処理システム。
- 前記前処理ユニットと前記導入ユニットの間に前処理用膜分離ユニットをさらに備え、
前記前処理用膜分離ユニットは、第4の逆浸透膜並びに前記第4の逆浸透膜により区画される第1のチャンバ及び第2のチャンバを有する第4の逆浸透膜エレメントと、一端が前記前処理ユニットに接続され、他端が前記前処理用膜分離ユニットの前記第1のチャンバに接続される第11の流路と、一端が前記前処理用膜分離ユニットの前記第1のチャンバに接続され、他端が前記導入ユニットに接続される第12の流路とを備える請求項4に記載の水処理システム。 - 前記第2の濃縮用膜分離ユニットに前記第6の流路を通して接続される熱処理ユニットをさらに備える請求項1乃至5のいずれか1項に記載の水処理システム。
- 前記第2の濃縮用膜分離ユニットに前記第6の流路を通して接続される動力回収ユニットをさらに備える請求項1乃至5のいずれか1項に記載の水処理システム。
- 前記第2の濃縮用膜分離ユニットの前記第1のチャンバから送出される水に、1000nm以下のファインバブルを1.0E+6個/mL以上含ませるように構成される請求項1乃至7のいずれか1項に記載の水処理システム。
- 被処理水を昇圧して送出する導入ユニット;
前記導入ユニットより下流に配置され、第1の逆浸透膜と当該第1の逆浸透膜により区画される第1のチャンバ及び第2のチャンバとを有する第1の逆浸透膜エレメントを備える、10MPa以上、前記第1の逆浸透膜の最大耐圧以下で運転可能になるように構成される脱塩用膜分離ユニット;
前記脱塩用膜分離ユニットより下流に配置され、前記脱塩用膜分離ユニットの前記第1のチャンバから送出される濃縮水を減圧する第1の減圧ユニット;
前記第1の減圧ユニットより下流に配置され、前記脱塩用膜分離ユニットの最大耐圧より低い最大耐圧を持つ第2の逆浸透膜と当該第2の逆浸透膜により区画される第1のチャンバ及び第2のチャンバとを有する第2の逆浸透膜エレメントを備える、第1の濃縮用膜分離ユニット;
前記第1の濃縮用膜分離ユニットより下流に配置され、第3の逆浸透膜と当該第3の逆浸透膜により区画される第1のチャンバ及び第2のチャンバとを有する第3の逆浸透膜エレメントを備える、第2の濃縮用膜分離ユニット;及び
前記第1の濃縮用膜分離ユニットより下流側に配置され、前記第1の濃縮用膜分離ユニットの前記第1のチャンバから送出された濃縮液を減圧する、又は、前記第2の濃縮用膜分離ユニットより下流側に配置され、前記第2の濃縮用膜分離ユニットの前記第1のチャンバから送出された濃縮液を減圧する、第2の減圧ユニット;を具備する水処理システムを用意する工程と、
前記導入ユニットから10MPa以上、前記第1の逆浸透膜の最大耐圧以下に昇圧した被処理水を前記脱塩用膜分離ユニットの前記第1のチャンバに送出する工程と、
前記脱塩用膜分離ユニットの前記第1のチャンバ内で濃縮された濃縮水を前記第1の減圧ユニットに送出し、減圧する工程と、
前記第1の減圧ユニットによって減圧された前記濃縮水を前記第1の濃縮用膜分離ユニットの前記第1のチャンバに送出する工程と、
前記第1の濃縮用膜分離ユニットの前記第1のチャンバ内で濃縮された前記濃縮水を前記第2の濃縮用膜分離ユニットの前記第1のチャンバに送出する工程と、
前記第1の濃縮用膜分離ユニットの前記第1のチャンバ又は前記第2の濃縮用膜分離ユニットの前記第1のチャンバから送出された濃縮水を前記第2の減圧ユニットに送出し、前記第2の濃縮用膜分離ユニットの前記第1のチャンバに送出される前記濃縮水より低い圧力に減圧する工程と、
前記第2の減圧ユニットによって減圧された戻り濃縮水を前記第2の濃縮用膜分離ユニットの前記第2のチャンバに送出する工程と、
前記第2の濃縮用膜分離ユニットの前記第2のチャンバ内で希釈された戻り濃縮水を前記第1の濃縮用膜分離ユニットの前記第2のチャンバに送出する工程と、
前記第1の濃縮用膜分離ユニットの前記第2のチャンバ内で希釈された戻り濃縮水を前記導入ユニットに循環する工程と
を含み、
前記第1の濃縮用膜分離ユニットの前記第2のチャンバ内で希釈された前記戻り濃縮水を前記導入ユニットに循環し、
前記第2の濃縮用膜分離ユニットの前記第1のチャンバ内で濃縮された前記濃縮水を高濃縮度の濃縮水として回収する水処理方法。 - 前記第2の濃縮用膜分離ユニットの前記第1のチャンバから送出される濃縮水に、1000nm以下のファインバブルが1.0E+6個/mL以上含まれている請求項9に記載の水処理方法。
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