JPH10174817A

JPH10174817A - 水の浄化装置

Info

Publication number: JPH10174817A
Application number: JP8340768A
Authority: JP
Inventors: Yasutaka Nakaya; 康隆中家; Ka Ou; 華王
Original assignee: YANAGIDA SANGYO KK
Current assignee: YANAGIDA SANGYO KK
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 1998-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】水の浄化装置において、設備コストおよび運
転コストを低減し、さらに、外部からの異物の侵入を防
止すること。【解決手段】並列に配設された複数基の濾過器２２
１、２２２と、該濾過器の下流に配設された逆浸透膜モ
ジュール３と、濾過器２２１、２２２で処理された一次
処理水を逆浸透膜モジュール３に送水するための高圧ポ
ンプ５と、逆浸透膜モジュール３で生じた濃縮水を水張
り用として前記各濾過器２２１、２２２に送水するため
の水張り用配管２７と、該水張り用配管２７に配設され
た、濾過器２２１、２２２の内圧を検出するための圧力
センサとを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水の浄化装置に関す
る。さらに詳しくは、海水の淡水化はもとより、河川
水、池水、水泳プールの水、泥水等を原水として飲料水
等の有用な浄化水を製造するための浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】水の浄化装置の一種である、通常、第一
濾過手段と第二濾過手段とを有する海水の淡水化装置の
一例として、図４に示すものが従来知られている。この
淡水化装置５１は、第一濾過手段として一基の濾過器５
２とその下流に設置される第二濾過手段としての一基の
逆浸透膜モジュール５３を備えている。また、取水ポン
プＰによって送られてきた海水を前記濾過器５２に送り
込む昇圧ポンプ５４が備えられている。Ｌは海水の供給
配管である。前記昇圧ポンプ５４は、淡水化装置５１が
海水源に近い場所に設置される場合等は不要となる。

【０００３】前記濾過器５２は公知のものであり、いわ
ば前処理部としての機能を果たし、砂やいわゆるアンス
ラサイト等を濾過材として内蔵したものである。この濾
過器５２によって原水から浮遊物や大形の細菌等を除去
する。

【０００４】また、逆浸透膜モジュール５３も公知のも
のであり、濾過器５２によって処理された濾過水（一次
処理水）からより微細な細菌や重金属類および塩分等を
除去する。

【０００５】また、濾過器５２の下流には一次処理水を
一時貯水するための開放型（何らかのかたちで大気と連
通している）の濾過水タンク５５が設置され、濾過水タ
ンク５５から逆浸透膜モジュール５３に一次処理水を送
るための濾過水押し込みポンプ５６および高圧ポンプ５
７を配した配管５８が接続されている。

【０００６】前記濾過水タンク５５は、必要に応じて濾
過器５２を逆洗するために一次処理水を用いる目的で配
設されている。したがって、濾過水タンク５５からは濾
過器の二次側に一次処理水を送るための逆洗ポンプ５９
を配した配管６０が接続されている。

【０００７】また、前記濾過水押し込みポンプ５６は高
圧ポンプ５７が濾過水タンク５５中の空気を巻き込むこ
とを防止するために備えられるものである。

【０００８】前記逆浸透膜モジュール５３の下流には逆
浸透膜モジュール５３によって処理された生産水を貯水
するための生産水タンク６１が配設され、生産水タンク
６１から生産水を適宜取り出すための生産水供給ポンプ
６２が配設されている。

【０００９】６３は濾過器５２を逆洗した後、その逆洗
水を排出する排出管である。６４は二次濃縮水の排水管
である。

【００１０】なお、処理水とは濾過器や逆浸透膜モジュ
ールにおいてその濾過材や逆浸透膜を通過することによ
り濾過された水である。また、濃縮水とは逆浸透膜を通
過することなく逆浸透膜モジュールに留まった水であ
る。

【００１１】以上の淡水化装置５１（図４）を第一従来
技術と呼ぶ。

【００１２】図５に示す従来の他の例に係る淡水化装置
６５は、第一濾過手段として二基の濾過器５２１、５２
２を備えている。この濾過器５２１、５２２は公知の中
空糸束５２３を用いたもので、その逆洗のためにさらに
コンプレッサー６６とブロワー６７とを備えている。逆
洗時には、まずコンプレッサー６６によって中空糸束５
２３中の水を一次側に押し出して軽くし、ついでブロワ
ー６７によって一次側の水中に空気を吹き込んで泡立て
（バブリングという）て中空糸束５２３を揺すり、その
外面の不純物を洗い流したのちに排水するのである。

【００１３】一方の濾過器５２１（５２２）を逆洗する
ときにはその濾過器５２１（５２２）への原水の送水を
止めるが、他方の濾過器５２２（５２１）の原水処理は
継続し、淡水化運転が中断しないようにしている。

【００１４】その他の構成は前記淡水化装置５１（図
４）と同じである。すなわち、濾過器５２１、５２２の
下流には一次処理水を一時貯水するための開放型の濾過
水タンク５５が設置され、濾過水タンク５５から逆浸透
膜モジュール５３に一次処理水を送るための濾過水押し
込みポンプ５６および高圧ポンプ５７を配した配管５８
が接続されている。

【００１５】ただし、濾過水タンク５５から濾過器５２
１、５２２それぞれに接続された配管６０には水張り用
のポンプ６８が配設されている。この水張り用のポンプ
６８は逆洗後の濾過器５２１、５２２の一次側に前記濾
過水タンク５５から一次処理水を送って水を張るために
使用される。なぜなら、逆洗後は当該濾過器の一次側は
水がなく空気が充満しているため、運転再開のために水
を充満する必要があるからである。

【００１６】以上の淡水化装置６５（図５）を第二従来
技術と呼ぶ。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第一従
来技術も第二従来技術も濾過器５２、５２１、５２２の
逆洗（第一従来技術）や水張り（第二従来技術）のため
にその下流に開放型の濾過水タンク５５を配設しなけれ
ばならず、設備コストの上昇および水に外部の異物が混
入する等の問題が生じる。加えて、濾過水タンク５５か
ら濾過器への配管やポンプ５９の設置等によって設備コ
ストがさらに上昇する。

【００１８】また、第一従来技術においては、逆洗中に
は配管６０を通して水が濾過水タンク５５および濾過器
５２を循環するため、取水ポンプＰおよび昇圧ポンプ５
４の流量を下げて濾過器５２への送水量を安定させる必
要があり、ポンプの吐出力調節（流量調節）が難しいも
のとなる。

【００１９】また、第二従来技術においては、第一処理
手段たる濾過器５２１、５２２によってせっかく処理し
た一次処理水を逆洗や水張りに用いるため、エネルギ損
失を生じることはもとより、逆洗時や水張り時には定常
の生産水を得るために取水ポンプＰおよび昇圧ポンプ５
４の出力を上げて原水の送水量を一定に保持しなければ
ならず、流量調節が難しいものとなる。

【００２０】一方、濾過器５２、５２１、５２２の逆洗
や水張り用に最終的に得られる生産水を用いることも考
えられるが、貴重な生産水を用いることはさらにコスト
アップにつながる。また、生産水タンク６１から濾過器
５２、５２１、５２２への給水設備（ポンプや配管）が
必要となることも加わって現実的ではない。

【００２１】他方、原水を逆洗や水張りに用いることを
考えると、取水された原水を貯水するためのタンクや濾
過器５２、５２１、５２２への送水のための給水設備が
必要となる。さらに、前述と同様にポンプの送水量制御
が難しい。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明の水の浄化装置
は、第一濾過手段と、第二濾過手段と、前記第１濾過手
段に原水を送水するための取水手段と、第一濾過手段に
よって処理された一次処理水を第二濾過手段に送水する
ための高圧送水手段と、第二濾過手段から濃縮水を開閉
手段を介して第一濾過手段の上流側に連通する配管とを
備えている。

【００２３】かかる構成により、従来では排出されてい
た第二濾過手段における濃縮水を有効に利用することが
できるのであり、電力等のエネルギの節約が可能とな
る。また、従来の濾過水タンクや水張りポンプが不要と
なることから、設備コストが低減され、運転コストも一
層低減される。さらに、開放型濾過水タンクが不要にな
ることから外部からの異物の侵入が防止される。

【００２４】本発明の他の水の浄化装置は、水の浄化装
置において、第二濾過手段における濃縮水を、逆洗・排
水後の第一濾過手段の濾過部の上流側に水張り用として
送水するための配管が配設されていることを特徴として
いる。

【００２５】かかる構成により、前記本発明の水の浄化
装置と同様に、設備コストが低減され、運転コストも一
層低減され、外部からの異物の侵入が防止される。

【００２６】如上の水の浄化装置において、前記第一濾
過手段が並列に複数基配設されており、第二濾過手段か
らの前記配管が第一切り換え機構を介して各第一濾過手
段に接続されており、第一濾過手段へ原水を供給する配
管が第二切り換え機構を介して各第一濾過手段に接続さ
れてなる水の浄化装置にあっては、前述の作用効果を奏
しうることはもとより、一部の第一濾過手段を逆洗する
ときにはその第一濾過手段への原水の送水を止めるが、
他の第一濾過手段による浄化処理は継続し、生産水製造
運転が中断しない。さらに、ポンプ等の各種送水手段の
難しい流量調節が不要となる点で好ましい。

【００２７】この水の浄化装置において、第一濾過手段
の内圧を検出するための内圧検出手段が配設されてお
り、該内圧検出手段が一の第一濾過手段の内圧が所定圧
に達したことを検出したことに基づいて前記第一切り換
え機構が第二濾過手段からの濃縮水を当該第一濾過手段
へ供給することを停止するように構成されたものにあっ
ては、逆洗終了後の第一濾過手段の水張り時に、生産水
製造運転の再開に必要な水圧を補償しうるため、装置の
圧力変動を生じることなく運転の切替えが可能となる。

【００２８】また、かかる水の浄化装置において、前記
内圧検出手段が一の第一濾過手段の内圧が所定圧に達し
たことを検出したことに基づいて前記第一切り換え機構
が第二濾過手段からの濃縮水を当該一の第一濾過手段へ
供給することを停止し、その後、前記第二切り換え機構
が前記一の第一濾過手段に原水を送水すべく切り換える
ように構成されたものにあっては、すなわち、スムーズ
で安定した連続運転が可能となる。

【００２９】前記内圧検出手段としては、たとえば、第
一濾過手段に設置される水位計や圧力計、または第二濾
過手段と第一濾過手段を連通する前記配管に設置された
圧力計等が適用できる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ本発
明の水の浄化装置の実施形態を説明する。

【００３１】図１は本発明の水の浄化装置の一実施形態
を示すフローチャート、図２は本発明の水の浄化装置の
他の実施形態を示すフローチャート、図３は本発明の水
の浄化装置のさらに他の実施形態の要部を示すフローチ
ャートである。

【００３２】図１に示す淡水化装置１は、一基の濾過器
２とその下流に設置される一基の逆浸透膜モジュール３
を備え、取水ポンプＰによって送られてきた海水を前記
濾過器２に送り込む昇圧ポンプ４が必要に応じて備えら
れ、濾過器２の下流には濾過器２によって濾過された一
次処理水を逆浸透膜モジュール３に送るための高圧ポン
プ５を配した配管６が接続され、逆浸透膜モジュール３
による二次処理水（生産水）を貯水する生産水タンク７
および生産水タンク７から生産水を取り出すための生産
水供給ポンプ８が配設されている範囲で、従来の淡水化
装置５１（図４参照）と共通する。なお、Ｌは原水の供
給配管である。

【００３３】しかし、この淡水化装置１ではその逆洗水
を逆浸透膜モジュール３から採取する点で前記従来の淡
水化装置５１と構成を異にする。

【００３４】すなわち、逆浸透膜モジュール３の一次側
に二次濃縮水の排水管９が接続されているが、この排水
管９から分岐して濾過器２に逆洗用の配管１０が接続さ
れている。逆浸透膜モジュール３には高圧ポンプ５によ
って高圧の一次処理水が送水されるため、その高圧水
（一般に５６ｋｇ／ｃｍ²Ｇ程度）を濾過器２に逆洗用
として送水するのにポンプを必要としない。単に配管１
０に止め弁１１を設けておくだけでよい。もちろん、取
水ポンプＰや昇圧ポンプ４の調節を必要とする点では従
来技術と変わらないが、二次濃縮水の有効利用が可能と
なり、また、図４に示した従来の濾過水タンク５５や逆
洗ポンプ５９が不要となることら、設備コストおよび運
転コストが低減される。さらに、開放型濾過水タンク５
５が不要になることから外部からの異物の侵入が防止さ
れる。

【００３５】図２に示される淡水化装置２１は、必要に
応じて昇圧ポンプ４を備え、二基の濾過器２２１、２２
２を備え、その逆洗用のコンプレッサー２３およびブロ
ワー２４を備え、逆浸透膜モジュール３を備え、濾過器
２２１、２２２から逆浸透膜モジュール３に一次処理水
を送るための高圧ポンプ５を配した配管６が接続され、
生産水を貯水するための生産水タンク７が配設され、生
産水を適宜取り出すための生産水供給ポンプ８が配設さ
れ、濾過器２２１、２２２および逆浸透膜モジュール３
に、そこからそれぞれ濃縮水を排出するための排水管２
５、２６が接続されている範囲で、従来の淡水化装置６
５（図５参照）と共通する。なお、Ｌは原水供給管であ
る。

【００３６】したがって、本淡水化装置２１において
も、一方の濾過器２２１（２２２）を逆洗するときには
その濾過器２２１（２２２）への原水の送水を止める
が、他方の濾過器２２２（２２１）の処理は継続し、淡
水化運転が中断しないようにしている。

【００３７】しかし、この淡水化装置２１ではその逆洗
後の水張り用水を逆浸透膜モジュール３から採取する点
で前記従来の淡水化装置６５と構成を異にする。

【００３８】すなわち、逆浸透膜モジュール３の一次側
に二次濃縮水の前記排水管２６が接続されているが、こ
の排水管２６から分岐して濾過器２２１、２２２それぞ
れに水張り用の配管２７が接続されている。

【００３９】前記実施形態に係る淡水化装置１と同じ
く、逆浸透膜モジュール３には高圧ポンプ５によって高
圧の一次処理水が送水されるため、その高圧水（一般に
５６ｋｇ／ｃｍ²Ｇ程度）を濾過器２に水張り用として
送水するのにポンプを必要としない。単に排水管２６お
よび水張り用配管２７に止め弁３２、２８を設けておく
だけでよい。

【００４０】本淡水化装置２１によれば、二次濃縮水の
有効利用が可能となり、また、図５に示した従来の濾過
水タンク５５や水張りポンプ５９が不要となることら、
設備コストおよび運転コストが低減される。さらに、開
放型濾過水タンク５５が不要になることから外部からの
異物の侵入が防止される。なお、前記コンプレッサー２
３には公知のＨＥＰＡ（高性能フィルター）が装着され
ており、外部からの異物侵入が防止されている。

【００４１】本淡水化装置２１においては、前述のごと
く片方ずつ逆洗をすることにより定常運転を維持しうる
ことおよび排出すべき二次濃縮水を逆洗後の水張りに用
いることにより、各機器において水流量の変動がなく、
各ポンプＰ、４、５の難しい流量調節の必要がない。

【００４２】図２中に２９、４０で示す止め弁および３
０、４１で示す止め弁は、逆洗時にコンプレッサー２３
から濾過器２２１、２２２中の中空糸２２３内に圧縮空
気を送る場合と、通常運転時に中空糸２２３内から一次
処理水を下流に送る場合とを切り換えるためのものであ
る。

【００４３】３８、３９で示す止め弁は、水張り時に逆
浸透膜モジュール３からの二次濃縮水を一方の濾過器２
２１（２２２）の一次側に送るために切り換えるための
ものである。

【００４４】３６、３７で示す止め弁は、水張り時に当
該濾過器２２１（２２２）に原水の供給を停止するとと
もに水張り用の二次濃縮水を供給するためのものであ
る。

【００４５】図３のフローチャートは、図２に示す淡水
化装置２１における二基の濾過器２２１、２２２のう
ち、生産水製造運転中の濾過器２２１（２２２）から逆
洗・水張りが終了した濾過器２２２（２２１）に運転を
切り換える、すなわち、原水の供給をシステムの圧力変
動を生ぜしめることなく生産水製造運転中の濾過器２２
１（２２２）から逆洗・水張りが終了した濾過器２２２
（２２１）に切り換えるための機構を示したものであ
る。

【００４６】図中、３２で示すのは二次濃縮水排水管２
６における水張り用配管２７との分岐点より下流に設け
られた止め弁であり、３３で示すのは水張り用配管２７
における前記分岐点より下流に設けられた逆止弁であ
り、３４で示すのは水張り用配管２７および該配管と連
通する濾過器２２２（２２１）の一次側の内圧を検出す
るための圧力センサである。３５は濾過器２２２、２２
１それぞれに設けられた空気抜き弁であり、一種の逆止
弁から構成されている。

【００４７】原水供給管Ｌにおける濾過器２２１、２２
２の手前にはそれぞれ止め弁３６、３７が配設され、水
張り用配管２７における濾過器２２２、２２１の手前に
もそれぞれ止め弁３８、３９が配設されている。

【００４８】また、濾過器２２２、２２１から逆浸透膜
モジュール３への一次処理水送水用の配管６にもそれぞ
れ止め弁４０、４１が配設されている。

【００４９】かかる構成の装置において、一方の濾過器
２２１が逆洗され、他方の濾過器２２２は生産水製造運
転されている場合、逆洗終了後の濾過器２２１に水張り
をして生産水製造運転を他方の濾過器２２２から一方の
濾過器２２１に切り換える手順を説明する。

【００５０】逆洗終了後の濾過器２２１用の水張り用配
管２７の止め弁３８を開き、二次濃縮水排水管２６の止
め弁３２を閉じる。そうすると二次濃縮水は逆止弁３
３、圧力センサ３４および止め弁３８を経て濾過器２２
１の一次側に注水される。そのとき濾過器２２１の空気
抜き弁３５からエアパージされ、二次濃縮水が充満され
るに伴って濾過器２２１の一次側と水張り用配管２７と
の内圧が上昇する。その圧力を圧力センサ３４が検知
し、所定圧に達したときに圧力センサ３４からの信号に
よって二次濃縮水排水管２６の止め弁３２が開き、前記
止め弁３８が閉じて濾過器２２１の水張りが完了する。

【００５１】以上の操作ののち、いつ生産水製造運転を
他方の濾過器２２２から一方の濾過器２２１に切り換え
てもシステムの圧力が変動することはない。

【００５２】したがって、前述の止め弁３２の開弁およ
び止め弁３８の閉弁がなされると同時且つ自動的に原水
供給管Ｌの止め弁３６の開弁および止め弁３７の閉弁が
なされるように構成することも公知技術によって容易で
ある。

【００５３】なお、前記実施形態では濾過器２２１、２
２２の内圧検知のために水張り用配管２７に圧力センサ
３４を設けたが、圧力センサを濾過器に設けてもよく、
また、濾過器に水位計を配設して間接的に濾過器内圧を
検知するようにしてもよい。要するに、水張り時の濾過
器の内圧が生産水製造運転開始に必要な圧力に達したこ
とを検出しうる手段を配設すればよい。

【００５４】如上の実施形態では海水の淡水化装置を例
に取ったが、本発明は淡水化装置に限定されることはな
く、たとえば、河川水、池水、水泳プールの水、泥水等
の汚れた水を浄化して飲料水等の浄化水を製造する装置
にも適用しうることは明らかである。

【００５５】また、本発明の水の浄化装置を、非常時運
転および定常連続運転等の運転条件による寿命等を考慮
して、殺菌剤、ＰＨ調整剤または脱塩還元剤等の薬注装
置を設置してもよい。

【００５６】

【発明の効果】本発明によれば、従来では排出されてい
た第二濾過手段における濃縮水を有効に利用することが
できるのであり、電力等のエネルギの節約が可能とな
る。また、従来の濾過水タンクや水張りポンプが不要と
なることら、設備コストが低減され、運転コストも一層
低減される。さらに、開放型濾過水タンクが不要になる
ことから外部からの異物の侵入が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水の浄化装置の一実施形態を示すフロ
ーチャートである。

【図２】本発明の水の浄化装置の他の実施形態を示すフ
ローチャートである。

【図３】本発明の水の浄化装置のさらに他の実施形態の
要部を示すフローチャートである。

【図４】従来の水の浄化装置の一例を示すフローチャー
トである。

【図５】従来の水の浄化装置のさらに他の例を示すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１、２１・・・・淡水化装置２、２２１、２２２・・・・濾過器２２３・・・・中空糸３・・・・逆浸透膜モジュール４・・・・昇圧ポンプ５・・・・高圧ポンプ６、１０・・・・配管７・・・・生産水タンク８・・・・生産水ポンプ９・・・・排水管２３・・・・コンプレッサー２４・・・・ブロワ２５・・・・排水管（一次）２６・・・・排水管（二次）２７・・・・水張り用配管１１、２８、２９、３０、３１、３２、３６、３７、３８、３９、４０、４１・・・・止め弁３３・・・・逆止弁３４・・・・圧力センサ３５・・・・空気抜き弁Ｌ・・・・原水供給配管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０２Ｆ 1/00 Ｃ０２Ｆ 1/00 Ｌ 1/44 1/44 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第一濾過手段と、第二濾過手段と、前記
第１濾過手段に原水を送水するための取水手段と、第一
濾過手段によって処理された一次処理水を第二濾過手段
に送水するための高圧送水手段と、第二濾過手段から濃
縮水を開閉手段を介して第一濾過手段の上流側に連通す
る配管とを備えてなる水の浄化装置。
【請求項２】水の浄化装置において、第二濾過手段に
おける濃縮水を、逆洗・排水後の第一濾過手段の濾過部
の上流側に水張り用として送水するための配管が配設さ
れていることを特徴とする水の浄化装置。
【請求項３】前記第一濾過手段が並列に複数基配設さ
れており、第二濾過手段からの前記配管が第一切り換え
機構を介して各第一濾過手段に接続されており、第一濾
過手段へ原水を供給する配管が第二切り換え機構を介し
て各第一濾過手段に接続されてなる請求項１または２記
載の水の浄化装置。
【請求項４】第一濾過手段の内圧を検出するための内
圧検出手段が配設されており、該内圧検出手段が一の第
一濾過手段の内圧が所定圧に達したことを検出したこと
に基づいて前記第一切り換え機構が第二濾過手段からの
濃縮水を当該第一濾過手段へ供給することを停止するよ
うに構成されてなる請求項３記載の水の浄化装置。
【請求項５】前記内圧検出手段が一の第一濾過手段の
内圧が所定圧に達したことを検出したことに基づいて前
記第一切り換え機構が第二濾過手段から濃縮水を当該一
の第一濾過手段へ供給することを停止し、その後、前記
第二切り換え機構が前記一の第一濾過手段に原水を送水
すべく切り換えるように構成されてなる請求項４記載の
水の浄化装置。