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JP7621835B2 - Water treatment method and water treatment device - Google Patents
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Description

本発明は、全溶解固形成分(TDS)等を含む水の濃縮処理を行う水処理方法および水処理装置に関する。 The present invention relates to a water treatment method and a water treatment device for concentrating water containing total dissolved solids (TDS) and the like.

近年では、工場等から排出される排水量をできる限り減らすことが行われており、逆浸透膜等を用いて排水を濃縮し、透過水を回収して排水を減容化する方法が取られている。水回収率はできる限り高める傾向にあり、中には、蒸発濃縮等の方法によって、ほぼ全量を水回収し、全溶解固形成分等を固形化して排出するZLD(Zero Liquid Discharge)まで行われている工場等も増えている。 In recent years, efforts have been made to reduce the amount of wastewater discharged from factories as much as possible, and methods have been adopted in which the wastewater is concentrated using reverse osmosis membranes and the permeate is recovered to reduce the volume of the wastewater. There is a tendency to increase the water recovery rate as much as possible, and an increasing number of factories are even using methods such as evaporation concentration to recover almost the entire amount of water and solidify all dissolved solids before discharging it (Zero Liquid Discharge).

蒸発濃縮等の水を加熱する方法は大きな消費エネルギーを要し、コストアップとなるため、加熱を極力行わない方法で排水を高濃度に濃縮する方法が求められている。逆浸透膜法は蒸発濃縮法に比べて消費エネルギーは少ないが、浸透圧の影響で濃縮が不十分となり、目的の水量まで減容できない場合がある。 Methods such as evaporation and concentration that heat water require a large amount of energy and increase costs, so there is a demand for a method to highly concentrate wastewater with minimal heating. The reverse osmosis membrane method consumes less energy than the evaporation and concentration method, but the effect of osmotic pressure can result in insufficient concentration, and the volume of water may not be reduced to the desired amount.

特許文献1には、多段式の半透膜モジュールの半透膜で仕切られた第一空間と第二空間に原水またはその濃縮水を流し、第一空間を加圧することによって、水を濃縮する方法が記載されている。特許文献1の方法は、半透膜モジュールの第一空間と第二空間の濃度差(浸透圧差)を小さくすることによって、一般的な逆浸透膜による濃縮方法に比べて少ない加圧動力、すなわち少ないエネルギーで、高濃度まで濃縮する方法である。 Patent Document 1 describes a method for concentrating water by passing raw water or concentrated water through a first space and a second space separated by a semipermeable membrane of a multi-stage semipermeable membrane module and pressurizing the first space. The method of Patent Document 1 is a method for concentrating water to a high concentration with less pressurizing power, i.e., less energy, by reducing the concentration difference (osmotic pressure difference) between the first and second spaces of the semipermeable membrane module.

特許文献1に記載の濃縮法は、半透膜モジュールの第一空間だけでなく、第二空間の流量および濃度のコントロールが必要なため、逆浸透膜法に比べて原水(被処理水)の水質の変動によって水バランスが崩れやすく、安定して排水量の減容化を行うことが困難となる可能性がある。また、このような高濃度まで濃縮する方法を用いる場合、回収水の水質が悪化し、回収に適さない水質になる可能性がある。 The concentration method described in Patent Document 1 requires control of the flow rate and concentration not only in the first space of the semipermeable membrane module but also in the second space, so compared to the reverse osmosis membrane method, the water balance is more likely to be disrupted by fluctuations in the quality of the raw water (water to be treated), making it difficult to stably reduce the volume of wastewater. In addition, when using a method of concentrating to such a high concentration, the quality of the recovered water may deteriorate, making it unsuitable for recovery.

特開2018-069198号公報JP 2018-069198 A

本発明の目的は、半透膜モジュールを用いる水の濃縮処理において、被処理水(原水)の水質変動がある場合でも、安定した処理を可能とする、水処理方法および水処理装置を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a water treatment method and water treatment device that enables stable treatment in a water concentration treatment using a semipermeable membrane module, even when the water quality of the water to be treated (raw water) fluctuates.

本発明は、全溶解固形成分を含む被処理水を0.1MPa以上に加圧する加圧工程と、前記加圧された被処理水を第1逆浸透膜に通水して第1RO透過水および第1RO濃縮水を得る第1逆浸透膜処理工程と、半透膜で仕切られた第一空間と第二空間とを有する半透膜モジュールを用いて、前記第1RO濃縮水を前記第一空間に通水し、前記加圧工程での加圧により前記第一空間を加圧して前記第1RO濃縮水に含まれる水を前記半透膜を透過させることによって濃縮水を得るとともに、前記第二空間に、前記第1RO濃縮水の一部または前記濃縮水の少なくとも一部を通水して希釈水を得る半透膜処理工程と、前記濃縮水の流量および前記希釈水の流量を測定し、前記濃縮水の流量の測定値および前記希釈水の流量の測定値に基づく被処理水の回収率(回収率=前記希釈水の流量の測定値/(前記濃縮水の流量の測定値+前記希釈水の流量の測定値)×100)一定となるように前記第1RO濃縮水の流量を自動で調整する流量調整工程と、を含む、水処理方法である。 The present invention is a water treatment method including a pressurizing step of pressurizing water to be treated containing total dissolved solid components to 0.1 MPa or more, a first reverse osmosis membrane treatment step of passing the pressurized water to be treated through a first reverse osmosis membrane to obtain a first RO permeate and a first RO concentrate, a semipermeable membrane treatment step of passing the first RO concentrate through the first space using a semipermeable membrane module having a first space and a second space partitioned by a semipermeable membrane, pressurizing the first space by pressurizing in the pressurizing step to cause the water contained in the first RO concentrate to permeate through the semipermeable membrane to obtain a concentrate, and passing a part of the first RO concentrate or at least a part of the concentrate through the second space to obtain dilution water, and a flow rate adjustment step of measuring the flow rate of the concentrate and the flow rate of the dilution water, and automatically adjusting the flow rate of the first RO concentrate so that the recovery rate of the water to be treated based on the measured values of the flow rate of the concentrate and the measured values of the flow rate of the dilution water (recovery rate = measured value of the flow rate of the dilution water / (measured value of the flow rate of the concentrate + measured value of the flow rate of the dilution water) × 100) is constant .

本発明は、全溶解固形成分を含む被処理水を0.1MPa以上に加圧する加圧工程と、前記加圧された被処理水を第1逆浸透膜に通水して第1RO透過水および第1RO濃縮水を得る第1逆浸透膜処理工程と、半透膜で仕切られた第一空間と第二空間とを有する、複数段に接続された半透膜モジュールを用いて、前記第1RO濃縮水を第1段の半透膜モジュールの第一空間に通水し、前記加圧工程での加圧により前記第一空間を加圧して前記第1RO濃縮水に含まれる水を前記半透膜を透過させることによって濃縮水を得て、その濃縮水をさらに次段以降の半透膜モジュールを用いて濃縮水を得るとともに、各段の半透膜モジュールの第二空間に、前記第1RO透過水の一部または前記濃縮水の少なくとも一部または他の半透膜モジュールから得られる希釈水の少なくとも一部を通水して希釈水を得る半透膜処理工程と、前記濃縮水の流量および前記希釈水の流量を測定し、前記濃縮水の流量の測定値および前記希釈水の流量の測定値に基づく被処理水の回収率(回収率=前記希釈水の流量の測定値/(前記濃縮水の流量の測定値+前記希釈水の流量の測定値)×100)一定となるように前記第1RO濃縮水の流量を自動で調整する流量調整工程と、を含む、水処理方法である。 The present invention includes a pressurizing step of pressurizing water to be treated, which contains total dissolved solids, to 0.1 MPa or more; a first reverse osmosis membrane treatment step of passing the pressurized water to be treated through a first reverse osmosis membrane to obtain a first RO permeate and a first RO concentrate; and a method of treating a first RO concentrate by passing the first RO concentrate through a first space of a semipermeable membrane module of a first stage using a semipermeable membrane module having a first space and a second space partitioned by a semipermeable membrane, and pressurizing the first space by pressurizing in the pressurizing step to cause water contained in the first RO concentrate to permeate through the semipermeable membrane to obtain concentrate, and further treating the concentrate by using a semipermeable membrane module of a subsequent stage or later to obtain concentrate. and a flow rate adjusting step of measuring the flow rate of the concentrated water and the flow rate of the dilution water and automatically adjusting the flow rate of the first RO concentrated water so that a recovery rate of the water to be treated (recovery rate = measured value of the flow rate of the dilution water / (measured value of the flow rate of the concentrated water + measured value of the flow rate of the dilution water) × 100) based on the measured value of the flow rate of the concentrated water and the measured value of the flow rate of the dilution water is constant .

前記水処理方法において、前記第1逆浸透膜は、膜面有効圧力1MPa、25℃条件下において、0.2~0.7m/m/dayの範囲の純水透過流束を有し、かつ標準運転圧力におけるNaCl除去率(NaCl 32,000mg/Lの条件における)99.5%以上の特性を有することが好ましい。 In the water treatment method, it is preferable that the first reverse osmosis membrane has a pure water permeation flux in the range of 0.2 to 0.7 m3 / m2 /day under conditions of a membrane surface effective pressure of 1 MPa and 25°C, and has a NaCl removal rate of 99.5% or more (under conditions of NaCl 32,000 mg/L) at standard operating pressure.

前記水処理方法において、前記半透膜処理工程における前記半透膜モジュールの透過流束を、膜面有効圧力1MPa、25℃条件下において、0.005m/d~0.05m/dの範囲とすることが好ましい。 In the water treatment method, it is preferable that the permeation flux of the semipermeable membrane module in the semipermeable membrane treatment step is in the range of 0.005 m/d to 0.05 m/d under conditions of an effective membrane surface pressure of 1 MPa and 25°C.

前記水処理方法において、前記第1逆浸透膜工程直後の前記第1RO濃縮水の圧力が7MPa以上であり、前記半透膜処理工程の前段で前記第1RO濃縮水を7MPa未満に減圧する減圧工程をさらに含むことが好ましい。 In the water treatment method, it is preferable that the pressure of the first RO concentrated water immediately after the first reverse osmosis membrane process is 7 MPa or more, and the method further includes a depressurization process in which the pressure of the first RO concentrated water is reduced to less than 7 MPa prior to the semipermeable membrane treatment process.

前記水処理方法において、前記希釈水を第2逆浸透膜に通水して第2RO透過水および第2RO濃縮水を得る第2逆浸透膜処理工程をさらに含むことが好ましい。 The water treatment method preferably further includes a second reverse osmosis membrane treatment step in which the diluted water is passed through a second reverse osmosis membrane to obtain a second RO permeate and a second RO concentrate.

前記水処理方法において、前記第1RO透過水および前記第2RO透過水の少なくとも1つを第3逆浸透膜に通水して第3RO透過水および第3RO濃縮水を得る第3逆浸透膜処理工程をさらに含むことが好ましい。 It is preferable that the water treatment method further includes a third reverse osmosis membrane treatment step in which at least one of the first RO permeate and the second RO permeate is passed through a third reverse osmosis membrane to obtain a third RO permeate and a third RO concentrated water.

前記水処理方法において、前記第1RO濃縮水は、硫酸イオン濃度が20000mg/L以上であり、ナトリウムイオンおよびアンモニウムイオンのうち少なくとも1つの濃度が10000mg/L以上であることが好ましい。 In the water treatment method, it is preferable that the first RO concentrated water has a sulfate ion concentration of 20,000 mg/L or more and a concentration of at least one of sodium ions and ammonium ions of 10,000 mg/L or more.

本発明は、全溶解固形成分を含む被処理水を0.1MPa以上に加圧する加圧手段と、前記加圧された被処理水を第1逆浸透膜に通水して第1RO透過水および第1RO濃縮水を得る第1逆浸透膜処理手段と、半透膜で仕切られた第一空間と第二空間とを有する半透膜モジュールを用いて、前記第1RO濃縮水を前記第一空間に通水し、前記加圧手段による加圧により前記第一空間を加圧して前記第1RO濃縮水に含まれる水を前記半透膜を透過させることによって濃縮水を得るとともに、前記第二空間に、前記第1RO濃縮水の一部または前記濃縮水の少なくとも一部を通水して希釈水を得る半透膜処理手段と、前記濃縮水の流量および前記希釈水の流量を測定し、前記濃縮水の流量の測定値および前記希釈水の流量の測定値に基づく被処理水の回収率(回収率=前記希釈水の流量の測定値/(前記濃縮水の流量の測定値+前記希釈水の流量の測定値)×100)一定となるように前記第1RO濃縮水の流量を自動で調整する流量調整手段と、を備える、水処理装置である。 The present invention is a water treatment device comprising: a pressurizing means for pressurizing water to be treated, including total dissolved solid components, to 0.1 MPa or more; a first reverse osmosis membrane treatment means for passing the pressurized water to be treated through a first reverse osmosis membrane to obtain a first RO permeate and a first RO concentrate; a semipermeable membrane module having a first space and a second space separated by a semipermeable membrane, passing the first RO concentrate through the first space by pressurizing the first space by the pressurizing means to cause the water contained in the first RO concentrate to permeate through the semipermeable membrane to obtain concentrate, and passing a part of the first RO concentrate or at least a part of the concentrate through the second space to obtain dilution water; and a flow rate adjustment means for measuring the flow rate of the concentrate and the flow rate of the dilution water, and automatically adjusting the flow rate of the first RO concentrate so that the recovery rate of the water to be treated (recovery rate = measured value of the dilution water / (measured value of the concentrate flow rate + measured value of the dilution water flow rate) × 100) based on the measured value of the flow rate of the concentrate and the measured value of the flow rate of the dilution water is constant.

本発明は、全溶解固形成分を含む被処理水を0.1MPa以上に加圧する加圧手段と、前記加圧された被処理水を第1逆浸透膜に通水して第1RO透過水および第1RO濃縮水を得る第1逆浸透膜処理手段と、半透膜で仕切られた第一空間と第二空間とを有する、複数段に接続された半透膜モジュールを用いて、前記第1RO濃縮水を第1段の半透膜モジュールの第一空間に通水し、前記加圧手段による加圧により前記第一空間を加圧して前記第1RO濃縮水に含まれる水を前記半透膜を透過させることによって濃縮水を得て、その濃縮水をさらに次段以降の半透膜モジュールを用いて濃縮水を得るとともに、各段の半透膜モジュールの第二空間に、前記第1RO透過水の一部または前記濃縮水の少なくとも一部または他の半透膜モジュールから得られる希釈水の少なくとも一部を通水して希釈水を得る半透膜処理手段と、前記濃縮水の流量および前記希釈水の流量を測定し、前記濃縮水の流量の測定値および前記希釈水の流量の測定値に基づく被処理水の回収率(回収率=前記希釈水の流量の測定値/(前記濃縮水の流量の測定値+前記希釈水の流量の測定値)×100)一定となるように前記第1RO濃縮水の流量を自動で調整する流量調整手段と、を備える、水処理装置である。 The present invention relates to a method for treating water containing total dissolved solid components, comprising: a pressurizing means for pressurizing water to be treated containing 0.1 MPa or more; a first reverse osmosis membrane treatment means for passing the pressurized water to be treated through a first reverse osmosis membrane to obtain a first RO permeate and a first RO concentrate; and a semipermeable membrane module having a first space and a second space partitioned by a semipermeable membrane, connected in a plurality of stages, in which the first RO concentrate is passed through the first space of the semipermeable membrane module of the first stage, the first space is pressurized by the pressurizing means to cause the water contained in the first RO concentrate to permeate through the semipermeable membrane to obtain concentrate, and the concentrate is further treated using a semipermeable membrane module of a subsequent stage or later to obtain concentrate. and a semipermeable membrane treatment means for passing a portion of the first RO permeate water, at least a portion of the concentrated water, or at least a portion of the dilution water obtained from another semipermeable membrane module through a second space of the semipermeable membrane module of each stage to obtain dilution water; and a flow rate adjustment means for measuring the flow rate of the concentrated water and the flow rate of the dilution water, and automatically adjusting the flow rate of the first RO concentrated water so that a recovery rate of the treated water (recovery rate = measured value of the flow rate of the dilution water / (measured value of the flow rate of the concentrated water + measured value of the flow rate of the dilution water) × 100) based on the measured value of the flow rate of the concentrated water and the measured value of the flow rate of the dilution water is constant .

前記水処理装置において、前記第1逆浸透膜は、膜面有効圧力1MPa、25℃条件下において、0.2~0.7m/m/dayの範囲の純水透過流束を有し、かつ標準運転圧力におけるNaCl除去率(NaCl 32,000mg/Lの条件における)99.5%以上の特性を有することが好ましい。 In the water treatment device, the first reverse osmosis membrane preferably has a pure water permeation flux in the range of 0.2 to 0.7 m3 / m2 /day under conditions of a membrane surface effective pressure of 1 MPa and 25°C, and has a NaCl removal rate of 99.5% or more (under conditions of NaCl 32,000 mg/L) at standard operating pressure.

前記水処理装置において、前記半透膜処理手段における前記半透膜モジュールの透過流束が、膜面有効圧力1MPa、25℃条件下において、0.005m/d~0.05m/dの範囲となるように調整する透過流束調整手段をさらに備えることが好ましい。 It is preferable that the water treatment device further includes a permeation flux adjustment means for adjusting the permeation flux of the semipermeable membrane module in the semipermeable membrane treatment means to be in the range of 0.005 m/d to 0.05 m/d under conditions of an effective membrane surface pressure of 1 MPa and 25°C.

前記水処理装置において、前記第1逆浸透膜手段直後の前記第1RO濃縮水の圧力が7MPa以上であり、前記半透膜処理手段の前段で前記第1RO濃縮水を7MPa未満に減圧する減圧手段をさらに備えることが好ましい。 In the water treatment device, it is preferable that the pressure of the first RO concentrated water immediately after the first reverse osmosis membrane means is 7 MPa or more, and that the water treatment device further includes a pressure reducing means for reducing the pressure of the first RO concentrated water to less than 7 MPa upstream of the semipermeable membrane treatment means.

前記水処理装置において、前記希釈水を第2逆浸透膜に通水して第2RO透過水および第2RO濃縮水を得る第2逆浸透膜処理手段をさらに備えることが好ましい。 It is preferable that the water treatment device further includes a second reverse osmosis membrane treatment means for passing the diluted water through a second reverse osmosis membrane to obtain a second RO permeate and a second RO concentrated water.

前記水処理装置において、前記第1RO透過水および前記第2RO透過水の少なくとも1つを第3逆浸透膜に通水して第3RO透過水および第3RO濃縮水を得る第3逆浸透膜処理手段をさらに備えることが好ましい。 It is preferable that the water treatment device further includes a third reverse osmosis membrane treatment means for passing at least one of the first RO permeate and the second RO permeate through a third reverse osmosis membrane to obtain a third RO permeate and a third RO concentrated water.

前記水処理装置において、前記第1RO濃縮水は、硫酸イオン濃度が20000mg/L以上であり、ナトリウムイオンおよびアンモニウムイオンのうち少なくとも1つの濃度が10000mg/L以上であることが好ましい。 In the water treatment device, it is preferable that the first RO concentrated water has a sulfate ion concentration of 20,000 mg/L or more and a concentration of at least one of sodium ions and ammonium ions of 10,000 mg/L or more.

本発明により、半透膜モジュールを用いる水の濃縮処理において、被処理水(原水)の水質変動がある場合でも、安定した処理を可能とする、水処理方法および水処理装置を提供することができる。 The present invention provides a water treatment method and water treatment device that enables stable treatment in the water concentration treatment using a semipermeable membrane module, even when there is a change in the water quality of the water to be treated (raw water).

本発明の実施形態に係る水処理装置の一例を示す概略構成図である。1 is a schematic diagram illustrating an example of a water treatment device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る水処理装置の他の例を示す概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing another example of a water treatment device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る水処理装置の他の例を示す概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing another example of a water treatment device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る水処理装置の他の例を示す概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing another example of a water treatment device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る水処理装置の他の例を示す概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing another example of a water treatment device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る水処理装置の他の例を示す概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing another example of a water treatment device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る水処理装置の他の例を示す概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing another example of a water treatment device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る水処理装置の他の例を示す概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing another example of a water treatment device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る水処理装置の他の例を示す概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing another example of a water treatment device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る水処理装置の他の例を示す概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing another example of a water treatment device according to an embodiment of the present invention.

本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。 The following describes an embodiment of the present invention. This embodiment is an example of implementing the present invention, and the present invention is not limited to this embodiment.

本発明の実施形態に係る水処理装置の一例の概略を図1に示し、その構成について説明する。 An example of a water treatment device according to an embodiment of the present invention is outlined in FIG. 1, and its configuration will be described.

図1に示す水処理装置1は、全溶解固形成分を含む被処理水を0.1MPa以上に加圧する加圧手段として、加圧ポンプ26と、加圧された被処理水を第1逆浸透膜に通水して第1RO透過水および第1RO濃縮水を得る第1逆浸透膜処理手段として、第1逆浸透膜処理装置100と、半透膜で仕切られた第一空間(濃縮側)と第二空間(透過側)とを有する単段式または多段式の半透膜モジュールを用いて、第1RO濃縮水を第一空間に通水し、加圧ポンプ26による加圧により第一空間を加圧して第1RO濃縮水に含まれる水を半透膜を透過させることによって濃縮水を得るとともに、第二空間に、第1RO濃縮水の一部または濃縮水の少なくとも一部を通水して希釈水を得る半透膜処理手段として、例えば、1段目膜モジュールユニット12、2段目膜モジュールユニット14、3段目膜モジュールユニット16、4段目膜モジュールユニット18、5段目膜モジュールユニット20と、を備える。水処理装置1は、全溶解固形成分を含む被処理水を0.1MPa以上に加圧する加圧手段としての加圧ポンプを第1逆浸透膜処理装置100の前段にのみに備える。 The water treatment device 1 shown in FIG. 1 includes a pressure pump 26 as a pressurizing means for pressurizing the water to be treated, including all dissolved solid components, to 0.1 MPa or more; a first reverse osmosis membrane treatment device 100 as a first reverse osmosis membrane treatment means for passing the pressurized water to be treated through a first reverse osmosis membrane to obtain a first RO permeate and a first RO concentrated water; and a single-stage or multi-stage semipermeable membrane module having a first space (concentrated side) and a second space (permeation side) separated by a semipermeable membrane, for passing the first RO concentrated water through the first space, pressurizing the first space by pressurizing the pressure pump 26 to cause the water contained in the first RO concentrated water to permeate through the semipermeable membrane to obtain concentrated water, and passing a portion of the first RO concentrated water or at least a portion of the concentrated water through the second space to obtain dilution water. The semipermeable membrane treatment means includes, for example, a first-stage membrane module unit 12, a second-stage membrane module unit 14, a third-stage membrane module unit 16, a fourth-stage membrane module unit 18, and a fifth-stage membrane module unit 20. The water treatment device 1 is equipped only with a pressure pump upstream of the first reverse osmosis membrane treatment device 100 as a pressurizing means for pressurizing the water to be treated, including all dissolved solid components, to 0.1 MPa or more.

1段目膜モジュールユニット12は、例えば、並列的に接続された6本の膜モジュールを備え、2段目膜モジュールユニット14は、例えば、並列的に接続された5本の膜モジュールを備え、3段目膜モジュールユニット16は、例えば、並列的に接続された4本の膜モジュールを備え、4段目膜モジュールユニット18は、例えば、並列的に接続された3本の膜モジュールを備え、5段目膜モジュールユニット20は、例えば、並列的に接続された3本の膜モジュールを備える。それぞれの膜モジュールは、半透膜15で仕切られた第一空間11および第二空間13を有する。水処理装置1は、被処理水を貯留する被処理水槽10と、最終段の膜モジュールユニットからの濃縮水(図1の例では、5段目膜モジュールユニット20からの濃縮水)を貯留する濃縮水槽22と、第1段の膜モジュールユニットからの希釈水(図1の例では、1段目膜モジュールユニット12からの希釈水)を貯留する第1希釈水槽24と、を備えてもよい。 The first-stage membrane module unit 12 includes, for example, six membrane modules connected in parallel, the second-stage membrane module unit 14 includes, for example, five membrane modules connected in parallel, the third-stage membrane module unit 16 includes, for example, four membrane modules connected in parallel, the fourth-stage membrane module unit 18 includes, for example, three membrane modules connected in parallel, and the fifth-stage membrane module unit 20 includes, for example, three membrane modules connected in parallel. Each membrane module has a first space 11 and a second space 13 separated by a semipermeable membrane 15. The water treatment device 1 may include a treated water tank 10 for storing treated water, a concentrated water tank 22 for storing concentrated water from the final-stage membrane module unit (in the example of FIG. 1, concentrated water from the fifth-stage membrane module unit 20), and a first dilution water tank 24 for storing dilution water from the first-stage membrane module unit (in the example of FIG. 1, dilution water from the first-stage membrane module unit 12).

図1の水処理装置1において、被処理水槽10の被処理水入口には、配管38が接続されている。被処理水槽10の出口と第1逆浸透膜処理装置100の入口とは、加圧ポンプ26を介して配管40により接続されている。第1逆浸透膜処理装置100の濃縮水出口と1段目膜モジュールユニット12の各膜モジュールの第一空間入口とは、第1RO濃縮水配管106により並列的に接続されている。第1逆浸透膜処理装置100の透過水出口には、第1RO透過水配管108が接続されている。1段目膜モジュールユニット12の各膜モジュールの第一空間出口と2段目膜モジュールユニット14の各膜モジュールの第一空間入口とは、配管42により並列的に接続されている。2段目膜モジュールユニット14の各膜モジュールの第一空間出口と3段目膜モジュールユニット16の各膜モジュールの第一空間入口とは、配管44により並列的に接続されている。3段目膜モジュールユニット16の各膜モジュールの第一空間出口と4段目膜モジュールユニット18の各膜モジュールの第一空間入口とは、配管46により並列的に接続されている。4段目膜モジュールユニット18の各膜モジュールの第一空間出口と5段目膜モジュールユニット20の各膜モジュールの第一空間入口および第二空間入口とは、配管48により並列的に接続されている。5段目膜モジュールユニット20の各膜モジュールの第一空間出口と濃縮水槽22の入口とは、バルブ32を介して配管50により接続されている。濃縮水槽22の出口には、配管52がポンプ28を介して接続されている。5段目膜モジュールユニット20の各膜モジュールの第二空間出口と4段目膜モジュールユニット18の各膜モジュールの第二空間入口とは、配管54により並列的に接続されている。4段目膜モジュールユニット18の各膜モジュールの第二空間出口と3段目膜モジュールユニット16の各膜モジュールの第二空間入口とは、配管56により並列的に接続されている。3段目膜モジュールユニット16の各膜モジュールの第二空間出口と2段目膜モジュールユニット14の各膜モジュールの第二空間入口とは、配管58により並列的に接続されている。2段目膜モジュールユニット14の各膜モジュールの第二空間出口と1段目膜モジュールユニット12の各膜モジュールの第二空間入口とは、配管60により並列的に接続されている。1段目膜モジュールユニット12の各膜モジュールの第二空間出口と第1希釈水槽24の入口とは、配管62により接続されている。第1希釈水槽24の出口には配管64が接続されている。なお、水処理装置1は、濃縮水槽22、ポンプ28、配管52を備えてもよいし、備えていなくてもよい。水処理装置1は、第1希釈水槽24、配管64を備えてもよいし、備えていなくてもよい。 In the water treatment device 1 of FIG. 1, a pipe 38 is connected to the treated water inlet of the treated water tank 10. The outlet of the treated water tank 10 and the inlet of the first reverse osmosis membrane treatment device 100 are connected by a pipe 40 via a pressure pump 26. The concentrated water outlet of the first reverse osmosis membrane treatment device 100 and the first space inlet of each membrane module of the first stage membrane module unit 12 are connected in parallel by a first RO concentrated water pipe 106. The permeated water outlet of the first reverse osmosis membrane treatment device 100 is connected to a first RO permeated water pipe 108. The first space outlet of each membrane module of the first stage membrane module unit 12 and the first space inlet of each membrane module of the second stage membrane module unit 14 are connected in parallel by a pipe 42. The first space outlet of each membrane module of the second stage membrane module unit 14 and the first space inlet of each membrane module of the third stage membrane module unit 16 are connected in parallel by a pipe 44. The first space outlet of each membrane module of the third membrane module unit 16 and the first space inlet of each membrane module of the fourth membrane module unit 18 are connected in parallel by a pipe 46. The first space outlet of each membrane module of the fourth membrane module unit 18 and the first space inlet and the second space inlet of each membrane module of the fifth membrane module unit 20 are connected in parallel by a pipe 48. The first space outlet of each membrane module of the fifth membrane module unit 20 and the inlet of the concentrated water tank 22 are connected by a pipe 50 via a valve 32. A pipe 52 is connected to the outlet of the concentrated water tank 22 via a pump 28. The second space outlet of each membrane module of the fifth membrane module unit 20 and the second space inlet of each membrane module of the fourth membrane module unit 18 are connected in parallel by a pipe 54. The second space outlet of each membrane module of the fourth membrane module unit 18 and the second space inlet of each membrane module of the third membrane module unit 16 are connected in parallel by a pipe 56. The second space outlets of each membrane module of the third-stage membrane module unit 16 and the second space inlets of each membrane module of the second-stage membrane module unit 14 are connected in parallel by a pipe 58. The second space outlets of each membrane module of the second-stage membrane module unit 14 and the second space inlets of each membrane module of the first-stage membrane module unit 12 are connected in parallel by a pipe 60. The second space outlets of each membrane module of the first-stage membrane module unit 12 and the inlet of the first dilution water tank 24 are connected by a pipe 62. A pipe 64 is connected to the outlet of the first dilution water tank 24. The water treatment device 1 may or may not include a concentrated water tank 22, a pump 28, and a pipe 52. The water treatment device 1 may or may not include a first dilution water tank 24 and a pipe 64.

加圧ポンプ26は、第1逆浸透膜処理装置100の前段に設けられ、例えば、入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動され、被処理水を吸入して第1逆浸透膜処理装置100に吐出する加圧ポンプである。加圧ポンプ26には、例えば、入力された指令信号に対応する駆動周波数を加圧ポンプ26に出力する第1インバーター30が設置されている。配管50におけるバルブ32と濃縮水槽22の入口との間には、最終段の膜モジュールユニット(図1の例では、5段目膜モジュールユニット20)の第一空間を通過した濃縮水の流量を測定する第1流量測定手段として、第1流量測定装置34が設置されている。配管62には、第1段の膜モジュールユニット(図1の例では、1段目膜モジュールユニット12)の第二空間を通過した希釈水の流量を測定する第2流量測定手段として、第2流量測定装置36が設置されている。バルブ32は、最終段の膜モジュールユニット(図1の例では、5段目膜モジュールユニット20)の後段に設けられ、例えば、第1流量測定装置34および第2流量測定装置36の測定値に基づいて開度を調節する比例制御バルブである。水処理装置1は、制御装置66を備え、制御装置66は、第1インバーター30、第1流量測定装置34、および第2流量測定装置36と、有線または無線の電気的接続等によって接続されている。制御装置66は、バルブ32と、有線または無線の電気的接続等によって接続されていてもよい。 The booster pump 26 is provided in front of the first reverse osmosis membrane treatment device 100, and is driven, for example, at a rotational speed corresponding to an input drive frequency, and is a booster pump that draws in the water to be treated and discharges it to the first reverse osmosis membrane treatment device 100. The booster pump 26 is provided with a first inverter 30 that outputs a drive frequency corresponding to an input command signal to the booster pump 26. A first flow rate measuring device 34 is provided between the valve 32 in the piping 50 and the inlet of the concentrated water tank 22 as a first flow rate measuring means for measuring the flow rate of the concentrated water that has passed through the first space of the final membrane module unit (in the example of FIG. 1, the fifth membrane module unit 20). A second flow rate measuring device 36 is provided in the piping 62 as a second flow rate measuring means for measuring the flow rate of the diluted water that has passed through the second space of the first membrane module unit (in the example of FIG. 1, the first membrane module unit 12). The valve 32 is provided after the final membrane module unit (in the example of FIG. 1, the fifth membrane module unit 20) and is, for example, a proportional control valve that adjusts the opening based on the measured values of the first flow measuring device 34 and the second flow measuring device 36. The water treatment device 1 includes a control device 66, which is connected to the first inverter 30, the first flow measuring device 34, and the second flow measuring device 36 by wired or wireless electrical connections, etc. The control device 66 may also be connected to the valve 32 by wired or wireless electrical connections, etc.

本実施形態に係る水処理方法および水処理装置1の動作について説明する。 The water treatment method and operation of the water treatment device 1 according to this embodiment will be described.

水処理装置1は、半透膜15で仕切られた第一空間11および第二空間13を有する例えば多段式の膜モジュールを用い、全溶解固形成分を含む被処理水を逆浸透膜処理する第1逆浸透膜処理装置100で得られる第1RO濃縮水を多段式の膜モジュールの第一空間11に直列的に通水し、最終段の膜モジュールユニット(図1の例では、5段目膜モジュールユニット20)の第一空間11および第二空間13にその前段の膜モジュールユニット(図1の例では、4段目膜モジュールユニット18)の濃縮水を分配し、最終段の膜モジュールの希釈水をその前段の膜モジュールの第二空間13に直列的に返送、通水し、第一空間11を加圧することによってその第一空間11に含まれる水を第二空間13に透過させて水を濃縮する装置である。すなわち、水処理装置1において、半透膜15を用いて第1RO濃縮水が濃縮され、その濃縮水がさらに次の段の半透膜15を用いて濃縮される。第1段の膜モジュールユニット(図1の例では、1段目膜モジュールユニット12)の第一空間11に第1RO濃縮水が供給され、最終段の膜モジュールの第一空間11と第二空間13の両方にその前段(図1の例では、4段目膜モジュールユニット18)の濃縮水が供給される。そして、最終段の膜モジュールの第二空間13を通過した希釈水を、その上流の膜モジュールの第二空間13に供給していき、各段の膜モジュールの第一空間11を加圧してその第一空間11に含まれる水を第二空間13に透過させる。 The water treatment device 1 uses, for example, a multi-stage membrane module having a first space 11 and a second space 13 separated by a semipermeable membrane 15, and the first RO concentrated water obtained in the first reverse osmosis membrane treatment device 100 that performs reverse osmosis membrane treatment of water to be treated containing all dissolved solid components is passed in series through the first space 11 of the multi-stage membrane module, and the concentrated water of the previous membrane module unit (in the example of FIG. 1, the fourth membrane module unit 18) is distributed to the first space 11 and second space 13 of the final membrane module unit (in the example of FIG. 1, the fifth membrane module unit 20), and the dilution water of the final membrane module is returned and passed in series to the second space 13 of the previous membrane module, and the first space 11 is pressurized to permeate the water contained in the first space 11 into the second space 13, concentrating the water. That is, in the water treatment device 1, the first RO concentrated water is concentrated using the semipermeable membrane 15, and the concentrated water is further concentrated using the semipermeable membrane 15 of the next stage. The first RO concentrated water is supplied to the first space 11 of the first-stage membrane module unit (in the example of FIG. 1, the first-stage membrane module unit 12), and the concentrated water of the previous stage (in the example of FIG. 1, the fourth-stage membrane module unit 18) is supplied to both the first space 11 and the second space 13 of the final-stage membrane module. The dilution water that has passed through the second space 13 of the final-stage membrane module is then supplied to the second space 13 of the upstream membrane module, and the first space 11 of each stage membrane module is pressurized to allow the water contained in the first space 11 to permeate into the second space 13.

具体的には、水処理装置1において、全溶解固形成分を含む被処理水は、配管38を通して、必要に応じて被処理水槽10に貯留され、被処理水槽10から、加圧ポンプ26により0.1MPa以上に加圧されて(加圧工程)、配管40を通して、第1逆浸透膜処理装置100へ送液される。第1逆浸透膜処理装置100において、加圧された被処理水は第1逆浸透膜に通水されて第1RO透過水および第1RO濃縮水が得られる(第1逆浸透膜処理工程)。第1RO透過水は、第1RO透過水配管108を通して排出される。第1RO透過水の少なくとも一部は、後述するようにさらに第3逆浸透膜処理装置104へ送液され、第3逆浸透膜処理装置104において、逆浸透膜処理が行われてもよい(第3逆浸透膜処理工程)。 Specifically, in the water treatment device 1, the water to be treated, which contains all dissolved solid components, is stored in the water tank 10 as necessary through the pipe 38, and is pressurized from the water tank 10 to 0.1 MPa or more by the pressure pump 26 (pressurization process), and is sent through the pipe 40 to the first reverse osmosis membrane treatment device 100. In the first reverse osmosis membrane treatment device 100, the pressurized water to be treated is passed through the first reverse osmosis membrane to obtain the first RO permeate and the first RO concentrated water (first reverse osmosis membrane treatment process). The first RO permeate is discharged through the first RO permeate pipe 108. At least a portion of the first RO permeate may be further sent to the third reverse osmosis membrane treatment device 104, as described below, and reverse osmosis membrane treatment may be performed in the third reverse osmosis membrane treatment device 104 (third reverse osmosis membrane treatment process).

第1RO濃縮水は、第1RO濃縮水配管106を通して1段目膜モジュールユニット12の各膜モジュールの第一空間11へ送液される。一方、後述する最終段の5段目膜モジュールユニット20から4段目膜モジュールユニット18の第二空間13、3段目膜モジュールユニット16の第二空間13、2段目膜モジュールユニット14の第二空間13を経由して返送された希釈水が配管60を通して、1段目膜モジュールユニット12の各膜モジュールの第二空間13へ送液される。1段目膜モジュールユニット12の各膜モジュールにおいて、第一空間11が加圧ポンプ26による加圧により加圧されてその第一空間11に含まれる水が第二空間13に透過される(濃縮工程(1段目))。 The first RO concentrated water is sent through the first RO concentrated water pipe 106 to the first space 11 of each membrane module of the first-stage membrane module unit 12. Meanwhile, dilution water returned from the fifth-stage membrane module unit 20 (the final stage described later) via the second space 13 of the fourth-stage membrane module unit 18, the second space 13 of the third-stage membrane module unit 16, and the second space 13 of the second-stage membrane module unit 14 is sent through the pipe 60 to the second space 13 of each membrane module of the first-stage membrane module unit 12. In each membrane module of the first-stage membrane module unit 12, the first space 11 is pressurized by the pressure pump 26, and the water contained in the first space 11 is permeated into the second space 13 (concentration process (first stage)).

1段目膜モジュールユニット12の濃縮水は、配管42を通して、2段目膜モジュールユニット14の各膜モジュールの第一空間11へ送液される。一方、後述する最終段の5段目膜モジュールユニット20から4段目膜モジュールユニット18の第二空間13、3段目膜モジュールユニット16の第二空間13を経由して返送された希釈水が配管58を通して、2段目膜モジュールユニット14の各膜モジュールの第二空間13へ送液される。1段目と同様にして、2段目膜モジュールユニット14の各膜モジュールにおいて、第一空間11が加圧されてその第一空間11に含まれる水が第二空間13に透過される(濃縮工程(2段目))。 The concentrated water from the first-stage membrane module unit 12 is sent through the pipe 42 to the first space 11 of each membrane module of the second-stage membrane module unit 14. Meanwhile, the dilution water returned from the fifth-stage membrane module unit 20 (the final stage described later) via the second space 13 of the fourth-stage membrane module unit 18 and the second space 13 of the third-stage membrane module unit 16 is sent through the pipe 58 to the second space 13 of each membrane module of the second-stage membrane module unit 14. As in the first stage, the first space 11 is pressurized in each membrane module of the second-stage membrane module unit 14, and the water contained in the first space 11 is permeated into the second space 13 (concentration process (second stage)).

2段目膜モジュールユニット14の濃縮水は、配管44を通して、3段目膜モジュールユニット16の各膜モジュールの第一空間11へ送液される。一方、後述する最終段の5段目膜モジュールユニット20から4段目膜モジュールユニット18の第二空間13を経由して返送された希釈水が配管56を通して、3段目膜モジュールユニット16の各膜モジュールの第二空間13へ送液される。1,2段目と同様にして、3段目膜モジュールユニット16の各膜モジュールにおいて、第一空間11が加圧されてその第一空間11に含まれる水が第二空間13に透過される(濃縮工程(3段目))。 The concentrated water from the second-stage membrane module unit 14 is sent through the pipe 44 to the first space 11 of each membrane module of the third-stage membrane module unit 16. Meanwhile, the dilution water returned from the fifth-stage membrane module unit 20 (the final stage, described later) via the second space 13 of the fourth-stage membrane module unit 18 is sent through the pipe 56 to the second space 13 of each membrane module of the third-stage membrane module unit 16. As in the first and second stages, the first space 11 is pressurized in each membrane module of the third-stage membrane module unit 16, and the water contained in the first space 11 is permeated into the second space 13 (concentration process (third stage)).

3段目膜モジュールユニット16の濃縮水は、配管46を通して、4段目膜モジュールユニット18の各膜モジュールの第一空間11へ送液される。一方、後述する最終段の5段目膜モジュールユニット20から返送された希釈水が配管54を通して、4段目膜モジュールユニット18の各膜モジュールの第二空間13へ送液される。1,2,3段目と同様にして、4段目膜モジュールユニット18の各膜モジュールにおいて、第一空間11が加圧されてその第一空間11に含まれる水が第二空間13に透過される(濃縮工程(4段目))。 The concentrated water from the third-stage membrane module unit 16 is sent through piping 46 to the first space 11 of each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 18. Meanwhile, the dilution water returned from the fifth-stage membrane module unit 20 (the final stage, described later) is sent through piping 54 to the second space 13 of each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 18. As in the first, second, and third stages, in each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 18, the first space 11 is pressurized and the water contained in the first space 11 is permeated into the second space 13 (concentration process (fourth stage)).

4段目膜モジュールユニット18の濃縮水は、配管48を通して、最終段の5段目膜モジュールユニット20の各膜モジュールの第一空間11および第二空間13へ分配、送液される。1~4段目と同様にして、5段目膜モジュールユニット20において、第一空間11が加圧されてその第一空間11に含まれる水が第二空間13に透過される(濃縮工程(5段目))。ここで、加圧ポンプ26、配管48等が、最終段の半透膜モジュールの第一空間と第二空間の両方にその前段の濃縮水を供給する供給手段として機能する。 The concentrated water from the fourth-stage membrane module unit 18 is distributed and sent through the pipe 48 to the first space 11 and the second space 13 of each membrane module in the fifth-stage membrane module unit 20, which is the final stage. As in the first to fourth stages, in the fifth-stage membrane module unit 20, the first space 11 is pressurized and the water contained in the first space 11 is permeated into the second space 13 (concentration process (fifth stage)). Here, the pressure pump 26, the pipe 48, etc. function as a supply means for supplying the concentrated water from the previous stage to both the first space and the second space of the final-stage semipermeable membrane module.

5段目膜モジュールユニット20の濃縮水は、バルブ32が開状態で、配管50を通して、必要に応じて濃縮水槽22へ送液、貯留される。濃縮水の少なくとも一部は、処理水として、濃縮水槽22からポンプ28により配管52を通して、系外へ排出される。濃縮水の少なくとも一部は、被処理水槽10に送液され、被処理水槽10において被処理水と混合されてもよい。 With valve 32 open, the concentrated water from the fifth membrane module unit 20 is sent through piping 50 to the concentrated water tank 22 as necessary and stored there. At least a portion of the concentrated water is discharged from the concentrated water tank 22 to the outside of the system through piping 52 by pump 28 as treated water. At least a portion of the concentrated water is sent to the treated water tank 10 and may be mixed with the treated water in the treated water tank 10.

5段目膜モジュールユニット20の希釈水は、配管54を通して、4段目膜モジュールユニット18の各膜モジュールの第二空間13へ送液される。上記の通り、4段目膜モジュールユニット18の各膜モジュールにおいて、第一空間11が加圧されてその第一空間11に含まれる水が第二空間13に透過される(濃縮工程(4段目))。 The dilution water from the fifth-stage membrane module unit 20 is sent to the second space 13 of each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 18 through the pipe 54. As described above, in each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 18, the first space 11 is pressurized and the water contained in the first space 11 is permeated into the second space 13 (concentration process (fourth stage)).

4段目膜モジュールユニット18の希釈水は、配管56を通して、3段目膜モジュールユニット16の各膜モジュールの第二空間13へ送液される。上記の通り、3段目膜モジュールユニット16の各膜モジュールにおいて、第一空間11が加圧されてその第一空間11に含まれる水が第二空間13に透過される(濃縮工程(3段目))。 The dilution water from the fourth-stage membrane module unit 18 is sent through the pipe 56 to the second space 13 of each membrane module of the third-stage membrane module unit 16. As described above, in each membrane module of the third-stage membrane module unit 16, the first space 11 is pressurized and the water contained in the first space 11 is permeated into the second space 13 (concentration process (third stage)).

3段目膜モジュールユニット16の希釈水は、配管58を通して、2段目膜モジュールユニット14の各膜モジュールの第二空間13へ送液される。上記の通り、2段目膜モジュールユニット14の各膜モジュールにおいて、第一空間11が加圧されてその第一空間11に含まれる水が第二空間13に透過される(濃縮工程(2段目))。 The dilution water from the third-stage membrane module unit 16 is sent through the pipe 58 to the second space 13 of each membrane module of the second-stage membrane module unit 14. As described above, in each membrane module of the second-stage membrane module unit 14, the first space 11 is pressurized and the water contained in the first space 11 is permeated into the second space 13 (concentration process (second stage)).

2段目膜モジュールユニット14の希釈水は、配管60を通して、1段目膜モジュールユニット12の各膜モジュールの第二空間13へ送液される。上記の通り、1段目膜モジュールユニット12の各膜モジュールにおいて、第一空間11が加圧されてその第一空間11に含まれる水が第二空間13に透過される(濃縮工程(1段目))。 The dilution water from the second-stage membrane module unit 14 is sent through the pipe 60 to the second space 13 of each membrane module of the first-stage membrane module unit 12. As described above, in each membrane module of the first-stage membrane module unit 12, the first space 11 is pressurized and the water contained in the first space 11 is permeated into the second space 13 (concentration process (first stage)).

1段目膜モジュールユニット12の希釈水は、配管62を通して、必要に応じて第1希釈水槽24へ送液され、貯留された後、配管64を通して、系外へ排出される。希釈水の少なくとも一部は、被処理水槽10に送液され、被処理水槽10において被処理水と混合されてもよい。希釈水の少なくとも一部は、後述するようにさらに第2逆浸透膜処理装置102へ送液され、第2逆浸透膜処理装置102において、逆浸透膜処理が行われてもよい(第2逆浸透膜処理工程)。 The dilution water from the first-stage membrane module unit 12 is sent to the first dilution water tank 24 through the piping 62 as necessary, and after being stored there, is discharged outside the system through the piping 64. At least a portion of the dilution water may be sent to the water tank 10 to be treated and mixed with the water to be treated there. At least a portion of the dilution water may be further sent to the second reverse osmosis membrane treatment device 102 as described below, and may be subjected to reverse osmosis membrane treatment in the second reverse osmosis membrane treatment device 102 (second reverse osmosis membrane treatment process).

以上のようにして、処理対象である、全溶解固形成分等を含む被処理水から、全溶解固形成分等の物質が濃縮された処理水(最終段の濃縮水)と、希釈水とが得られ、被処理水の減容化が行われる。 In this way, treated water containing total dissolved solids and other substances (final stage concentrated water) is obtained, and dilution water is obtained from the treated water, which is the target of treatment, and the volume of the treated water is reduced.

本実施形態に係る水処理方法および水処理装置1では、最終段の半透膜モジュールの第一空間を通過した濃縮水の流量を測定し(第1流量測定工程)、および第1段の半透膜モジュールの第二空間を通過した希釈水の流量を測定し(第2流量測定工程)、最終段の濃縮水の流量の測定値および第1段の希釈水の流量の測定値が予め設定された目標流量値となるように、第1段の半透膜モジュールの第一空間に供給する第1RO濃縮水の流量を調整する(流量調整工程)。 In the water treatment method and water treatment device 1 according to this embodiment, the flow rate of the concentrated water that has passed through the first space of the semipermeable membrane module of the final stage is measured (first flow rate measurement process), and the flow rate of the dilution water that has passed through the second space of the semipermeable membrane module of the first stage is measured (second flow rate measurement process), and the flow rate of the first RO concentrated water supplied to the first space of the semipermeable membrane module of the first stage is adjusted (flow rate adjustment process) so that the measured flow rate of the concentrated water of the final stage and the measured flow rate of the dilution water of the first stage are the preset target flow rate values.

例えば、制御装置66は、第1流量測定装置34により測定された最終段の膜モジュールユニット(図1の例では、5段目膜モジュールユニット20)の濃縮水の流量の測定値、および第2流量測定装置36により測定された第1段の膜モジュールユニット(図1の例では、1段目膜モジュールユニット12)の希釈水の流量の測定値が予め設定された目標流量値となるように、第1段の半透膜モジュールの第一空間に供給する第1RO濃縮水の流量を調整する流量調整手段として機能する。制御装置66は、例えば、第1流量測定装置34および第2流量測定装置36の測定値が予め設定された目標流量値となるように、任意の演算式を用いて駆動周波数を演算し、この演算値に対応する指令信号を第1インバーター30に出力して加圧ポンプ26を制御し、第1段の膜モジュールユニット(図1の例では、1段目膜モジュールユニット12)の第一空間11に供給する第1RO濃縮水の流量を調整する。 For example, the control device 66 functions as a flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the first RO concentrated water supplied to the first space of the first-stage semipermeable membrane module so that the measured value of the flow rate of the concentrated water of the final-stage membrane module unit (in the example of FIG. 1, the fifth-stage membrane module unit 20) measured by the first flow rate measuring device 34 and the measured value of the flow rate of the dilution water of the first-stage membrane module unit (in the example of FIG. 1, the first-stage membrane module unit 12) measured by the second flow rate measuring device 36 become the preset target flow rate value. The control device 66 calculates the drive frequency using an arbitrary arithmetic expression, for example, so that the measured values of the first flow rate measuring device 34 and the second flow rate measuring device 36 become the preset target flow rate value, and outputs a command signal corresponding to this calculated value to the first inverter 30 to control the pressure pump 26, thereby adjusting the flow rate of the first RO concentrated water supplied to the first space 11 of the first-stage membrane module unit (in the example of FIG. 1, the first-stage membrane module unit 12).

その結果として、半透膜モジュールを用いる水の濃縮処理において、逆浸透膜法より排水量を減容化しつつ、被処理水(原水)の水質変動がある場合でも、安定した処理が可能となる。 As a result, in the water concentration process using a semipermeable membrane module, the volume of wastewater is reduced compared to the reverse osmosis membrane method, and stable treatment is possible even when the water quality of the treated water (raw water) fluctuates.

具体的には、例えば、加圧ポンプ26を起動し、バルブ32を例えば全開(開度100%)にし、加圧ポンプ26に付随する第1インバーター30の出力値を徐々に上げていく。第1流量測定装置34の測定値が目的の流量に到達したら、バルブ32を例えば予め定めた任意の割合(例えば、開度を全開に対して10%)閉める。第1流量測定装置34の測定値が減るので、第1流量測定装置34の測定値が目的の流量に達するまで加圧ポンプ26の第1インバーター30の出力を上げる。バルブ32を閉めると、第2流量測定装置36の測定値が増える。その後、第1インバーター30の出力を上げる→第1流量測定装置34の測定値が増える→バルブ32を閉める→第1流量測定装置34の測定値が減り、第2流量測定装置36の測定値が増えるという操作を繰り返し、第1流量測定装置34と第2流量測定装置36の測定値を目的の流量に調節すればよい。 Specifically, for example, the booster pump 26 is started, the valve 32 is fully opened (100% open), and the output value of the first inverter 30 associated with the booster pump 26 is gradually increased. When the measurement value of the first flow measuring device 34 reaches the target flow rate, the valve 32 is closed, for example, at a predetermined arbitrary rate (for example, 10% of the fully open opening). Since the measurement value of the first flow measuring device 34 decreases, the output of the first inverter 30 of the booster pump 26 is increased until the measurement value of the first flow measuring device 34 reaches the target flow rate. When the valve 32 is closed, the measurement value of the second flow measuring device 36 increases. After that, the following operation is repeated: increase the output of the first inverter 30 → increase the measurement value of the first flow measuring device 34 → close the valve 32 → decrease the measurement value of the first flow measuring device 34 and increase the measurement value of the second flow measuring device 36, and the measurements of the first flow measuring device 34 and the second flow measuring device 36 can be adjusted to the target flow rate.

被処理水の回収率が変化したとき、第1流量測定装置34の測定値および第2流量測定装置36の測定値に基づく被処理水の回収率(回収率=第2流量測定値/(第1流量測定値+第2流量測定値)×100)ができるだけ一定となるように第1インバーター30の出力値とバルブ32の開度が例えば自動で制御され、第1RO濃縮水の流量を変化させる。第1流量測定装置34により測定される第一空間の流量が設定流量より少なくなった場合、第1インバーター30の出力値を固定し、バルブ32の開度を大きくすればよい(すなわち、バルブを開ける)。バルブ32の開度の調節は、例えば、予め定めた任意の割合(例えば、開度を全開に対して10%)開けて、予め定めた時間(例えば、1分間)、第1流量測定装置34により測定される第一空間の流量の様子を見る工程を繰り返せばよい。または、バルブ32の開度を固定し、第1インバーター30の出力値を上げて、第一空間の流量を大きくしてもよい。 When the recovery rate of the water to be treated changes, the output value of the first inverter 30 and the opening of the valve 32 are automatically controlled, for example, so that the recovery rate of the water to be treated based on the measurement values of the first flow measurement device 34 and the measurement values of the second flow measurement device 36 (recovery rate = second flow measurement value / (first flow measurement value + second flow measurement value) x 100) is as constant as possible, and the flow rate of the first RO concentrated water is changed. When the flow rate of the first space measured by the first flow measurement device 34 becomes less than the set flow rate, the output value of the first inverter 30 can be fixed and the opening of the valve 32 can be increased (i.e., the valve is opened). The opening of the valve 32 can be adjusted, for example, by opening it to a predetermined arbitrary ratio (for example, 10% of the opening rate relative to full opening) and repeating the process of observing the state of the flow rate of the first space measured by the first flow measurement device 34 for a predetermined time (for example, 1 minute). Alternatively, the opening of the valve 32 can be fixed and the output value of the first inverter 30 can be increased to increase the flow rate of the first space.

第1流量測定装置34により測定される第一空間の流量が設定流量より大きくなった場合、バルブ32の開度を固定し、第1インバーター30の出力を下げればよい。ただし、加圧ポンプ26が動作保証されている出力下限値に到達した場合には、バルブ32の開度を小さくする(バルブを閉める)。バルブ32の開度の調節は、例えば、予め定めた任意の割合(例えば、開度を全開に対して10%)閉じて、予め定めた時間(例えば、1分間)、第1流量測定装置34により測定される第一空間の流量の様子を見る工程を繰り返せばよい。または、第1インバーター30の出力値を固定し、バルブ32の開度を小さくして、第一空間の流量を小さくしてもよい。 When the flow rate in the first space measured by the first flow rate measuring device 34 becomes larger than the set flow rate, the opening of the valve 32 is fixed and the output of the first inverter 30 is reduced. However, when the pressure pump 26 reaches the lower output limit value for which operation is guaranteed, the opening of the valve 32 is reduced (the valve is closed). The opening of the valve 32 can be adjusted, for example, by closing it at a predetermined arbitrary rate (for example, 10% of the opening rate compared to full opening) and repeating the process of observing the state of the flow rate in the first space measured by the first flow rate measuring device 34 for a predetermined time (for example, 1 minute). Alternatively, the output value of the first inverter 30 may be fixed and the opening of the valve 32 may be reduced to reduce the flow rate in the first space.

第2流量測定装置36により測定される第二空間の流量が設定流量より少なくなった場合、第一空間の流量が大きくなるので、第1インバーター30の出力値を固定し、バルブ32の開度を小さくすればよい。または、バルブ32の開度を固定し、第1インバーター30の出力値を上げてもよい。第2流量測定装置36により測定される第二空間の流量が設定流量より大きくなった場合、第一空間の流量が小さくなるので、第1インバーター30の出力値を固定し、バルブ32の開度を大きくすればよい。または、バルブ32の開度を固定し、第1インバーター30の出力値を下げてもよい。 When the flow rate in the second space measured by the second flow measuring device 36 becomes smaller than the set flow rate, the flow rate in the first space increases, so the output value of the first inverter 30 can be fixed and the opening of the valve 32 can be reduced. Alternatively, the opening of the valve 32 can be fixed and the output value of the first inverter 30 can be increased. When the flow rate in the second space measured by the second flow measuring device 36 becomes larger than the set flow rate, the flow rate in the first space decreases, so the output value of the first inverter 30 can be fixed and the opening of the valve 32 can be increased. Alternatively, the opening of the valve 32 can be fixed and the output value of the first inverter 30 can be reduced.

第1流量測定装置34および第2流量測定装置36の測定値に基づいて開度を調節する比例制御バルブは、バルブ32の他に、第一空間11の配管、例えば、配管106,42,44,46,48のうちに1つ以上設けてもよく、手動でバルブの開度を調節してもよいし、制御装置66により自動でバルブの開度を調節してもよい。 In addition to the valve 32, one or more proportional control valves that adjust the opening based on the measured values of the first flow measuring device 34 and the second flow measuring device 36 may be provided in the piping of the first space 11, for example, in the piping 106, 42, 44, 46, and 48, and the opening of the valve may be adjusted manually or automatically by the control device 66.

最終段の膜モジュールユニットの第一空間を通過した濃縮水の流量を測定する第1流量測定装置34の他に、第一空間11の流量を測定する流量測定装置を第一空間11の配管、例えば、配管106,42,44,46,48のうちに1つ以上設けてもよい。 In addition to the first flow rate measuring device 34 that measures the flow rate of the concentrated water that has passed through the first space of the final-stage membrane module unit, one or more flow rate measuring devices that measure the flow rate in the first space 11 may be provided in the piping of the first space 11, for example, in the pipings 106, 42, 44, 46, and 48.

第1段の膜モジュールユニットの第二空間を通過した希釈水の流量を測定する第2流量測定装置36の他に、第二空間13の流量を測定する流量測定装置を第二空間13の配管、例えば、配管54,56,58,60のうちに1つ以上設けてもよい。 In addition to the second flow rate measuring device 36 that measures the flow rate of the dilution water that has passed through the second space of the first-stage membrane module unit, one or more flow rate measuring devices that measure the flow rate in the second space 13 may be provided in the piping of the second space 13, for example, in the piping 54, 56, 58, and 60.

水処理装置1において、最終段の膜モジュールユニットの第二空間を通過した希釈水の流量をさらに測定し、最終段の濃縮水の流量の測定値、第1段の希釈水の流量の測定値、および最終段の希釈水の流量の測定値が予め設定された目標流量値となるように、第1段の膜モジュールユニットの第一空間に供給する第1RO濃縮水の流量および最終段の前段の第二空間に供給する希釈水の流量を調整してもよい。このような構成の水処理装置を図2に示す。 In the water treatment device 1, the flow rate of the dilution water that has passed through the second space of the membrane module unit in the final stage may be further measured, and the flow rate of the first RO concentrated water supplied to the first space of the membrane module unit in the first stage and the flow rate of the dilution water supplied to the second space in the stage preceding the final stage may be adjusted so that the measured flow rate of the concentrated water in the final stage, the measured flow rate of the dilution water in the first stage, and the measured flow rate of the dilution water in the final stage reach preset target flow rate values. A water treatment device with such a configuration is shown in Figure 2.

図2に示す水処理装置2は、最終段の膜モジュールユニットからの希釈水(図2の例では、5段目膜モジュールユニット20からの希釈水)を貯留する第2希釈水槽68をさらに備える。水処理装置2において、5段目膜モジュールユニット20の各膜モジュールの第二空間出口と第2希釈水槽68の希釈水入口とは、配管76により接続されている。第2希釈水槽68の出口と4段目膜モジュールユニット18の各膜モジュールの第二空間入口とは、第2加圧ポンプ70を介して配管78により並列的に接続されている。なお、水処理装置2は、濃縮水槽22、ポンプ28、配管52を備えてもよいし、備えていなくてもよい。水処理装置2は、第1希釈水槽24、配管64を備えてもよいし、備えていなくてもよい。 The water treatment device 2 shown in FIG. 2 further includes a second dilution water tank 68 for storing dilution water from the final stage membrane module unit (in the example of FIG. 2, dilution water from the fifth stage membrane module unit 20). In the water treatment device 2, the second space outlet of each membrane module of the fifth stage membrane module unit 20 and the dilution water inlet of the second dilution water tank 68 are connected by a pipe 76. The outlet of the second dilution water tank 68 and the second space inlet of each membrane module of the fourth stage membrane module unit 18 are connected in parallel by a pipe 78 via a second pressure pump 70. The water treatment device 2 may or may not include a concentrated water tank 22, a pump 28, and a pipe 52. The water treatment device 2 may or may not include a first dilution water tank 24 and a pipe 64.

5段目膜モジュールユニット20の希釈水は、配管76を通して、第2希釈水槽68へ送液され、貯留された後、第2加圧ポンプ70により、第2希釈水槽68から配管78を通して、4段目膜モジュールユニット18の各膜モジュールの第二空間13へ送液される。上記の通り、4段目膜モジュールユニット18の各膜モジュールにおいて、第一空間11が加圧されてその第一空間11に含まれる水が第二空間13に透過される(濃縮工程(4段目))。 The dilution water from the fifth-stage membrane module unit 20 is pumped through the pipe 76 to the second dilution water tank 68, where it is stored. The second pressurizing pump 70 then pumps the dilution water from the second dilution water tank 68 through the pipe 78 to the second space 13 of each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 18. As described above, in each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 18, the first space 11 is pressurized and the water contained in the first space 11 is permeated into the second space 13 (concentration process (fourth stage)).

配管76には、最終段の膜モジュールユニット(図2の例では、5段目膜モジュールユニット20)の第二空間を通過した希釈水の流量を測定する第3流量測定手段として、第3流量測定装置74が設置されている。第2加圧ポンプ70は、最終段の膜モジュールユニット(図2の例では、5段目膜モジュールユニット20)の後段に設けられ、例えば、入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動され、最終段の膜モジュールユニットの希釈水(図2の例では、5段目膜モジュールユニット20の希釈水)を吸入して前段の膜モジュールユニット(図2の例では、4段目膜モジュールユニット18)に吐出する第2加圧ポンプである。第2加圧ポンプ70には、例えば、入力された指令信号に対応する駆動周波数を第2加圧ポンプ70に出力する第2インバーター72が設置されている。第2希釈水槽68、第2加圧ポンプ70、流量測定装置74の設置場所は、図2の位置に限定されず、途中の希釈水の配管のいずれか、例えば配管56,58,60のいずれかに設置されていてもよい。水処理装置2は、制御装置66を備え、制御装置66は、第1インバーター30、第2インバーター72、第1流量測定装置34、第2流量測定装置36、および第3流量測定装置74と、有線または無線の電気的接続等によって接続されている。制御装置66は、バルブ32と、有線または無線の電気的接続等によって接続されていてもよい。 A third flow rate measuring device 74 is installed in the piping 76 as a third flow rate measuring means for measuring the flow rate of the dilution water passing through the second space of the final membrane module unit (in the example of FIG. 2, the fifth membrane module unit 20). The second pressure pump 70 is provided in the rear of the final membrane module unit (in the example of FIG. 2, the fifth membrane module unit 20), and is driven at a rotation speed corresponding to the input drive frequency, for example, and is a second pressure pump that sucks in the dilution water of the final membrane module unit (in the example of FIG. 2, the fifth membrane module unit 20) and discharges it to the previous membrane module unit (in the example of FIG. 2, the fourth membrane module unit 18). The second pressure pump 70 is installed with a second inverter 72 that outputs a drive frequency corresponding to the input command signal to the second pressure pump 70. The locations of the second dilution water tank 68, the second pressure pump 70, and the flow rate measuring device 74 are not limited to the locations shown in FIG. 2, and may be installed in any of the dilution water piping along the way, for example, in any of the piping 56, 58, and 60. The water treatment device 2 includes a control device 66, which is connected to the first inverter 30, the second inverter 72, the first flow rate measuring device 34, the second flow rate measuring device 36, and the third flow rate measuring device 74 by wired or wireless electrical connections, etc. The control device 66 may also be connected to the valve 32 by wired or wireless electrical connections, etc.

本実施形態に係る水処理方法および水処理装置2では、最終段の膜モジュールユニットの第一空間を通過した濃縮水の流量を測定し(第1流量測定工程)、第1段の膜モジュールユニットの第二空間を通過した希釈水の流量を測定し(第2流量測定工程)、および最終段の膜モジュールユニットの第二空間を通過した希釈水の流量を測定し(第3流量測定工程)、最終段の濃縮水の流量の測定値、第1段の希釈水の流量の測定値、および最終段の希釈水の流量の測定値が予め設定された目標流量値となるように、第1段の膜モジュールユニットの第一空間に供給する第1RO濃縮水の流量および最終段の前段の膜モジュールユニットの第二空間に供給する希釈水の流量を調整する(流量調整工程)。 In the water treatment method and water treatment device 2 according to this embodiment, the flow rate of the concentrated water that has passed through the first space of the membrane module unit of the final stage is measured (first flow rate measurement process), the flow rate of the dilution water that has passed through the second space of the membrane module unit of the first stage is measured (second flow rate measurement process), and the flow rate of the dilution water that has passed through the second space of the membrane module unit of the final stage is measured (third flow rate measurement process), and the flow rate of the first RO concentrated water supplied to the first space of the membrane module unit of the first stage and the flow rate of the dilution water supplied to the second space of the membrane module unit before the final stage are adjusted (flow rate adjustment process) so that the measured values of the flow rate of the concentrated water of the final stage, the measured value of the flow rate of the dilution water of the first stage, and the measured value of the flow rate of the dilution water of the final stage are preset target flow rate values.

例えば、制御装置66は、第1流量測定装置34により測定された最終段の膜モジュールユニット(図2の例では、5段目膜モジュールユニット20)の濃縮水の流量の測定値、第2流量測定装置36により測定された第1段の膜モジュールユニット(図2の例では、1段目膜モジュールユニット12)の希釈水の流量の測定値、および第3流量測定装置74により測定された最終段の膜モジュールユニットの希釈水の流量の測定値が予め設定された目標流量値となるように、第1段の膜モジュールユニットの第一空間に供給する第1RO濃縮水の流量および最終段の前段の膜モジュールユニットの第二空間に供給する希釈水の流量を調整する流量調整手段として機能する。制御装置66は、例えば、第1流量測定装置34、第2流量測定装置36および第3流量測定装置74の測定値が予め設定された目標流量値となるように、任意の演算式を用いて駆動周波数を演算し、この演算値に対応する指令信号を第1インバーター30に出力して加圧ポンプ26を制御し、第2インバーター72に出力して第2加圧ポンプ70を制御し、第1段の膜モジュールユニット(図2の例では、1段目膜モジュールユニット12)の第一空間11に供給する第1RO濃縮水、および最終段の前段の膜モジュールユニット(図2の例では、4段目膜モジュールユニット18)の第二空間13に供給する希釈水の流量を調整する。 For example, the control device 66 functions as a flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the first RO concentrated water supplied to the first space of the first stage membrane module unit and the flow rate of the dilution water supplied to the second space of the membrane module unit preceding the final stage so that the measured value of the flow rate of the concentrated water of the final stage membrane module unit (in the example of Figure 2, the fifth stage membrane module unit 20) measured by the first flow rate measuring device 34, the measured value of the flow rate of the dilution water of the first stage membrane module unit (in the example of Figure 2, the first stage membrane module unit 12) measured by the second flow rate measuring device 36, and the measured value of the flow rate of the dilution water of the final stage membrane module unit measured by the third flow rate measuring device 74 become predetermined target flow rate values. The control device 66 calculates the drive frequency using an arbitrary calculation formula so that the measured values of the first flow measuring device 34, the second flow measuring device 36, and the third flow measuring device 74 become the preset target flow value, outputs a command signal corresponding to this calculated value to the first inverter 30 to control the pressure pump 26, and outputs a command signal to the second inverter 72 to control the second pressure pump 70, and adjusts the flow rate of the first RO concentrated water supplied to the first space 11 of the first stage membrane module unit (in the example of FIG. 2, the first stage membrane module unit 12) and the dilution water supplied to the second space 13 of the membrane module unit before the final stage (in the example of FIG. 2, the fourth stage membrane module unit 18).

その結果として、半透膜モジュールを用いる水の濃縮処理において、逆浸透膜法より排水量を減容化しつつ、被処理水(原水)の水質変動がある場合でも、より安定した処理が可能となる。第2希釈水槽68に最終段の第二空間を通過した希釈水を貯留することによって、被処理水の水質変動によって第一空間と第二空間の水バランスが崩れた場合があっても流量の調整がしやすくなる。また、最終段の膜モジュールユニットの希釈水を吸入して前段の膜モジュールユニットに吐出する第2加圧ポンプとして第2加圧ポンプ70を用いることによって、加圧ポンプ26だけでは膜モジュールユニットの段数が増えて通水に要する圧力が不足する場合があっても、加圧ポンプ26の負荷を軽減し、通水に要する圧力不足を抑制することができる。 As a result, in the water concentration treatment using the semipermeable membrane module, the amount of wastewater is reduced compared to the reverse osmosis membrane method, and more stable treatment is possible even when the water quality of the water to be treated (raw water) fluctuates. By storing the diluted water that has passed through the second space of the final stage in the second dilution water tank 68, it becomes easier to adjust the flow rate even if the water balance between the first space and the second space is disrupted due to fluctuations in the water quality of the water to be treated. In addition, by using the second pressure pump 70 as the second pressure pump that sucks in the diluted water from the membrane module unit of the final stage and discharges it to the membrane module unit of the previous stage, the load on the pressure pump 26 can be reduced and the pressure shortage required for water flow can be suppressed even if the number of stages of the membrane module units increases and the pressure required for water flow is insufficient with the pressure pump 26 alone.

具体的には、例えば、加圧ポンプ26を起動し、バルブ32を例えば全開(開度100%)にし、加圧ポンプ26に付随する第1インバーター30の出力値を徐々に上げていく。第1流量測定装置34の測定値が目的の流量に到達したら、バルブ32を例えば予め定めた任意の割合(例えば、開度を全開に対して10%)閉める。第1流量測定装置34の測定値が減るので、第1流量測定装置34の測定値が目的の流量に達するまで加圧ポンプ26の第1インバーター30の出力を上げる。バルブ32を閉めると、第3流量測定装置74の測定値が増える。その後、第1インバーター30の出力を上げる→第1流量測定装置34の測定値が増える→バルブ32を閉める→第1流量測定装置34の測定値が減り、第3流量測定装置74の測定値が増えるという操作を繰り返し、第1流量測定装置34と第3流量測定装置74の測定値を目的の流量に調節すればよい。また、第2加圧ポンプ70に付随する第2インバーター72で出力値を設定し、第2流量測定装置36の測定値を目的の流量に調節してもよい。 Specifically, for example, the pressure pump 26 is started, the valve 32 is fully opened (100% open), and the output value of the first inverter 30 associated with the pressure pump 26 is gradually increased. When the measurement value of the first flow measurement device 34 reaches the target flow rate, the valve 32 is closed, for example, at a predetermined arbitrary rate (for example, 10% of the fully open opening). Since the measurement value of the first flow measurement device 34 decreases, the output of the first inverter 30 of the pressure pump 26 is increased until the measurement value of the first flow measurement device 34 reaches the target flow rate. When the valve 32 is closed, the measurement value of the third flow measurement device 74 increases. After that, the following operation is repeated: increase the output of the first inverter 30 → increase the measurement value of the first flow measurement device 34 → close the valve 32 → decrease the measurement value of the first flow measurement device 34 and increase the measurement value of the third flow measurement device 74, and the measurements of the first flow measurement device 34 and the third flow measurement device 74 can be adjusted to the target flow rate. In addition, the output value may be set by a second inverter 72 associated with the second pressure pump 70, and the measurement value of the second flow measuring device 36 may be adjusted to the desired flow rate.

被処理水の回収率が変化したとき、第1流量測定装置34の測定値および第2流量測定装置36の測定値に基づく被処理水の回収率ができるだけ一定となるように第1インバーター30の出力値、第2インバーター72の出力値とバルブ32の開度が例えば自動で制御され、第1RO濃縮水の流量および希釈水の流量を変化させる。第1流量測定装置34により測定される第一空間の流量が設定流量より少なくなった場合、第1インバーター30の出力値を固定し、バルブ32の開度を大きくすればよい(すなわち、バルブを開ける)。バルブ32の開度の調節は、例えば、予め定めた任意の割合(例えば、開度を全開に対して10%)閉じて、予め定めた時間(例えば、1分間)、第1流量測定装置34により測定される第一空間の流量の様子を見る工程を繰り返せばよい。または、バルブ32の開度を固定し、第1インバーター30の出力値を上げて、第一空間の流量を大きくしてもよい。 When the recovery rate of the treated water changes, the output value of the first inverter 30, the output value of the second inverter 72, and the opening of the valve 32 are automatically controlled, for example, so that the recovery rate of the treated water based on the measured values of the first flow measuring device 34 and the second flow measuring device 36 is as constant as possible, and the flow rate of the first RO concentrated water and the flow rate of the dilution water are changed. When the flow rate of the first space measured by the first flow measuring device 34 becomes less than the set flow rate, the output value of the first inverter 30 is fixed and the opening of the valve 32 is increased (i.e., the valve is opened). The opening of the valve 32 can be adjusted, for example, by closing it by a predetermined arbitrary percentage (for example, 10% of the opening relative to full opening) and repeating the process of observing the state of the flow rate of the first space measured by the first flow measuring device 34 for a predetermined time (for example, 1 minute). Alternatively, the opening of the valve 32 may be fixed and the output value of the first inverter 30 increased to increase the flow rate of the first space.

第1流量測定装置34により測定される第一空間の流量が設定流量より大きくなった場合、バルブ32の開度を固定し、第1インバーター30の出力を下げればよい。ただし、加圧ポンプ26が動作保証されている出力下限値に到達した場合には、バルブ32の開度を小さくする(バルブを閉める)。バルブ32の開度の調節は、例えば、予め定めた任意の割合(例えば、開度を全開に対して10%)で閉じて、予め定めた時間(例えば、1分間)、第1流量測定装置34により測定される第一空間の流量の様子を見る工程を繰り返せばよい。または、第1インバーター30の出力値を固定し、バルブ32の開度を小さくして、第一空間の流量を小さくしてもよい。 When the flow rate in the first space measured by the first flow rate measuring device 34 becomes larger than the set flow rate, the opening of the valve 32 is fixed and the output of the first inverter 30 is reduced. However, when the pressure pump 26 reaches the lower output limit value for which operation is guaranteed, the opening of the valve 32 is reduced (the valve is closed). The opening of the valve 32 can be adjusted, for example, by closing it at a predetermined arbitrary rate (for example, 10% of the opening rate compared to full opening) and repeating the process of observing the state of the flow rate in the first space measured by the first flow rate measuring device 34 for a predetermined time (for example, 1 minute). Alternatively, the output value of the first inverter 30 may be fixed and the opening of the valve 32 may be reduced to reduce the flow rate in the first space.

第2流量測定装置36により測定される第二空間の流量が設定流量より少なくなった場合、バルブ32の開度を固定し、第2インバーター720の出力値を上げればよい。第2流量測定装置36により測定される第二空間の流量が設定流量より大きくなった場合、バルブ32の開度を固定し、第2インバーター72の出力値を下げればよい。 If the flow rate in the second space measured by the second flow measuring device 36 becomes less than the set flow rate, the opening of the valve 32 can be fixed and the output value of the second inverter 720 can be increased. If the flow rate in the second space measured by the second flow measuring device 36 becomes greater than the set flow rate, the opening of the valve 32 can be fixed and the output value of the second inverter 720 can be decreased.

第3流量測定装置74により測定される第二空間の流量が設定流量より少なくなった場合、第一空間の流量が大きくなるので、第1インバーター30の出力値を固定し、バルブ32の開度を小さくすればよい。または、バルブ32の開度を固定し、第1インバーター30の出力値を上げてもよい。第3流量測定装置74により測定される第二空間の流量が設定流量より大きくなった場合、第一空間の流量が小さくなるので、第1インバーター30の出力値を固定し、バルブ32の開度を大きくすればよい。または、バルブ32の開度を固定し、第1インバーター30の出力値を下げてもよい。 When the flow rate in the second space measured by the third flow measuring device 74 becomes smaller than the set flow rate, the flow rate in the first space increases, so the output value of the first inverter 30 can be fixed and the opening of the valve 32 can be reduced. Alternatively, the opening of the valve 32 can be fixed and the output value of the first inverter 30 can be increased. When the flow rate in the second space measured by the third flow measuring device 74 becomes larger than the set flow rate, the flow rate in the first space decreases, so the output value of the first inverter 30 can be fixed and the opening of the valve 32 can be increased. Alternatively, the opening of the valve 32 can be fixed and the output value of the first inverter 30 can be reduced.

第1流量測定装置34、第2流量測定装置36および第3流量測定装置74の測定値に基づいて開度を調節する比例制御バルブは、バルブ32の他に、第一空間11の配管、例えば、配管106,42,44,46,48のうちに1つ以上設けてもよく、手動でバルブの開度を調節してもよいし、制御装置66により自動でバルブの開度を調節してもよい。 In addition to the valve 32, one or more proportional control valves that adjust the opening based on the measured values of the first flow measuring device 34, the second flow measuring device 36, and the third flow measuring device 74 may be provided in the piping of the first space 11, for example, the piping 106, 42, 44, 46, and 48, and the opening of the valve may be adjusted manually or automatically by the control device 66.

最終段の膜モジュールユニットの第一空間を通過した濃縮水の流量を測定する第1流量測定装置34、最終段の膜モジュールユニットの第二空間を通過した希釈水の流量を測定する第3流量測定装置74の他に、第一空間11の流量を測定する流量測定装置を第一空間11の配管、例えば、配管106,42,44,46,48のうちに1つ以上設けてもよい。 In addition to the first flow rate measuring device 34 that measures the flow rate of the concentrated water that has passed through the first space of the final-stage membrane module unit and the third flow rate measuring device 74 that measures the flow rate of the dilution water that has passed through the second space of the final-stage membrane module unit, one or more flow rate measuring devices that measure the flow rate in the first space 11 may be provided in the piping of the first space 11, for example, in the pipings 106, 42, 44, 46, and 48.

第1段の膜モジュールユニットの第二空間を通過した希釈水の流量を測定する第2流量測定装置36の他に、第二空間13の流量を測定する流量測定装置を第二空間13の配管、例えば、配管78,56,58,60のうちに1つ以上設けてもよい。 In addition to the second flow rate measuring device 36 that measures the flow rate of the dilution water that has passed through the second space of the first-stage membrane module unit, one or more flow rate measuring devices that measure the flow rate in the second space 13 may be provided in the piping of the second space 13, for example, in the piping 78, 56, 58, and 60.

第一空間11の配管、例えば、配管106,42,44,46,48のうちに、第1流量測定装置34、第2流量測定装置36および第3流量測定装置74の測定値に基づいて開度を調節する比例制御バルブを1つ以上設けてもよい。 One or more proportional control valves may be provided in the piping of the first space 11, for example, in the piping 106, 42, 44, 46, and 48, to adjust the opening based on the measured values of the first flow measuring device 34, the second flow measuring device 36, and the third flow measuring device 74.

水処理装置2において、第2希釈水槽68を設けなくてもよい。このような構成の水処理装置を図3に示す。 The water treatment device 2 does not need to have a second dilution water tank 68. A water treatment device with such a configuration is shown in Figure 3.

図3に示す水処理装置3において、配管54に、最終段の膜モジュールユニット(図3の例では、5段目膜モジュールユニット20)の第二空間を通過した希釈水の流量を測定する第3流量測定手段として、第3流量測定装置84が設置されている。5段目膜モジュールユニット20の各膜モジュールの第二空間出口と4段目膜モジュールユニット18の各膜モジュールの第二空間入口とは、第2加圧ポンプ80を介して配管54により並列的に接続されている。なお、水処理装置3は、濃縮水槽22、ポンプ28、配管52を備えてもよいし、備えていなくてもよい。水処理装置3は、第1希釈水槽24、配管64を備えてもよいし、備えていなくてもよい。 In the water treatment device 3 shown in FIG. 3, a third flow rate measuring device 84 is installed in the piping 54 as a third flow rate measuring means for measuring the flow rate of dilution water passing through the second space of the final membrane module unit (in the example of FIG. 3, the fifth membrane module unit 20). The second space outlets of each membrane module of the fifth membrane module unit 20 and the second space inlets of each membrane module of the fourth membrane module unit 18 are connected in parallel by the piping 54 via the second pressure pump 80. The water treatment device 3 may or may not include the concentrated water tank 22, the pump 28, and the piping 52. The water treatment device 3 may or may not include the first dilution water tank 24 and the piping 64.

第2加圧ポンプ80には、例えば、入力された指令信号に対応する駆動周波数を第2加圧ポンプ80に出力する第2インバーター82が設置されている。水処理装置3は、制御装置66を備え、制御装置66は、第1インバーター30、第2インバーター82、第1流量測定装置34、第2流量測定装置36、および第3流量測定装置84と、有線または無線の電気的接続等によって接続されている。制御装置66は、バルブ32と、有線または無線の電気的接続等によって接続されていてもよい。 The second booster pump 80 is provided with a second inverter 82 that outputs a drive frequency corresponding to the input command signal to the second booster pump 80. The water treatment device 3 includes a control device 66, which is connected to the first inverter 30, the second inverter 82, the first flow measuring device 34, the second flow measuring device 36, and the third flow measuring device 84 by wired or wireless electrical connections, etc. The control device 66 may also be connected to the valve 32 by wired or wireless electrical connections, etc.

本実施形態に係る水処理方法および水処理装置3では、最終段の膜モジュールユニットの第一空間を通過した濃縮水の流量を測定し(第1流量測定工程)、第1段の膜モジュールユニットの第二空間を通過した希釈水の流量を測定し(第2流量測定工程)、および最終段の膜モジュールユニットの第二空間を通過した希釈水の流量を測定し(第3流量測定工程)、最終段の濃縮水の流量の測定値、第1段の希釈水の流量の測定値、および最終段の希釈水の流量の測定値が予め設定された目標流量値となるように、第1段の膜モジュールユニットの第一空間に供給する第1RO濃縮水の流量および最終段の前段の膜モジュールユニットの第二空間に供給する希釈水の流量を調整する(流量調整工程)。 In the water treatment method and water treatment device 3 according to this embodiment, the flow rate of the concentrated water passing through the first space of the membrane module unit of the final stage is measured (first flow rate measurement process), the flow rate of the dilution water passing through the second space of the membrane module unit of the first stage is measured (second flow rate measurement process), and the flow rate of the dilution water passing through the second space of the membrane module unit of the final stage is measured (third flow rate measurement process), and the flow rate of the first RO concentrated water supplied to the first space of the membrane module unit of the first stage and the flow rate of the dilution water supplied to the second space of the membrane module unit before the final stage are adjusted (flow rate adjustment process) so that the measured flow rate of the concentrated water of the final stage, the measured flow rate of the dilution water of the first stage, and the measured flow rate of the dilution water of the final stage are preset target flow rate values.

例えば、制御装置66は、第1流量測定装置34により測定された最終段の膜モジュールユニット(図2の例では、5段目膜モジュールユニット20)の濃縮水の流量の測定値、第2流量測定装置36により測定された第1段の膜モジュールユニット(図2の例では、1段目膜モジュールユニット12)の希釈水の流量の測定値、および第3流量測定装置84により測定された最終段の膜モジュールユニットの希釈水の流量の測定値が予め設定された目標流量値となるように、第1段の膜モジュールユニットの第一空間に供給する第1RO濃縮水の流量および最終段の前段の膜モジュールユニットの第二空間に供給する希釈水の流量を調整する流量調整手段として機能する。制御装置66は、例えば、第1流量測定装置34、第2流量測定装置36および第3流量測定装置84の測定値が予め設定された目標流量値となるように、任意の演算式を用いて駆動周波数を演算し、この演算値に対応する指令信号を第1インバーター30に出力して加圧ポンプ26を制御し、第2インバーター82に出力して第2加圧ポンプ80を制御し、第1段の膜モジュールユニット(図2の例では、1段目膜モジュールユニット12)の第一空間11に供給する第1RO濃縮水、および最終段の前段の膜モジュールユニット(図2の例では、4段目膜モジュールユニット18)の第二空間13に供給する希釈水の流量を調整する。 For example, the control device 66 functions as a flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the first RO concentrated water supplied to the first space of the first stage membrane module unit and the flow rate of the dilution water supplied to the second space of the membrane module unit preceding the final stage so that the measured value of the flow rate of the concentrated water of the final stage membrane module unit (in the example of Figure 2, the fifth stage membrane module unit 20) measured by the first flow rate measuring device 34, the measured value of the flow rate of the dilution water of the first stage membrane module unit (in the example of Figure 2, the first stage membrane module unit 12) measured by the second flow rate measuring device 36, and the measured value of the flow rate of the dilution water of the final stage membrane module unit measured by the third flow rate measuring device 84 become predetermined target flow rate values. The control device 66 calculates the drive frequency using an arbitrary calculation formula so that the measured values of the first flow measuring device 34, the second flow measuring device 36, and the third flow measuring device 84 become the preset target flow value, outputs a command signal corresponding to this calculated value to the first inverter 30 to control the pressure pump 26, and outputs a command signal to the second inverter 82 to control the second pressure pump 80, and adjusts the flow rate of the first RO concentrated water supplied to the first space 11 of the first stage membrane module unit (in the example of FIG. 2, the first stage membrane module unit 12) and the dilution water supplied to the second space 13 of the membrane module unit before the final stage (in the example of FIG. 2, the fourth stage membrane module unit 18).

その結果として、多段式の半透膜モジュールを用いる水の濃縮処理において、逆浸透膜法より排水量を減容化しつつ、被処理水(原水)の水質変動がある場合でも、より安定した処理が可能となる。また、最終段の膜モジュールユニットの希釈水を吸入して前段の膜モジュールユニットに吐出する第2加圧ポンプとして第2加圧ポンプ80を用いることによって、加圧ポンプ26だけでは膜モジュールユニットの段数が増えて通水に要する圧力が不足する場合があっても、加圧ポンプ26の負荷を軽減し、通水に要する圧力不足を抑制することができる。 As a result, in the water concentration treatment using a multi-stage semipermeable membrane module, the amount of wastewater is reduced compared to the reverse osmosis membrane method, and more stable treatment is possible even when the water quality of the water to be treated (raw water) fluctuates. In addition, by using the second pressure pump 80 as a second pressure pump that sucks in dilution water from the final stage membrane module unit and discharges it to the previous stage membrane module unit, the load on the pressure pump 26 can be reduced and the pressure shortage required for water flow can be suppressed even if the number of stages of membrane module units increases and the pressure required for water flow is insufficient with the pressure pump 26 alone.

本発明の実施形態に係る水処理装置の他の例の概略を図4に示す。 An outline of another example of a water treatment device according to an embodiment of the present invention is shown in Figure 4.

図4に示す水処理装置4において、4段目膜モジュールユニット18の各膜モジュールの第一空間出口と5段目膜モジュールユニット20の各膜モジュールの第一空間入口とが、配管88により並列的に接続され、配管52におけるポンプ28の下流側と5段目膜モジュールユニット20の各膜モジュールの第二空間入口とが配管90によりバルブ86を介して並列的に接続されている点で、図1に示す水処理装置1と異なる。 The water treatment device 4 shown in FIG. 4 differs from the water treatment device 1 shown in FIG. 1 in that the first space outlets of each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 18 and the first space inlets of each membrane module of the fifth-stage membrane module unit 20 are connected in parallel by piping 88, and the downstream side of the pump 28 in piping 52 and the second space inlets of each membrane module of the fifth-stage membrane module unit 20 are connected in parallel by piping 90 via valves 86.

水処理装置4は、半透膜15で仕切られた第一空間11および第二空間13を有する多段式の膜モジュールを用い、第1RO濃縮水を多段式の膜モジュールの第一空間11に直列的に通水し、最終段の膜モジュールユニット(図4の例では、5段目膜モジュールユニット20)の第二空間13に最終段の膜モジュールユニットの濃縮水を分配し、最終段の膜モジュールの希釈水をその前段の膜モジュールの第二空間13に直列的に返送、通水し、第一空間11を加圧することによってその第一空間11に含まれる水を第二空間13に透過させて水を濃縮する装置である。すなわち、水処理装置4において、半透膜15を用いて第1RO濃縮水が濃縮され、その濃縮水がさらに次の段の半透膜15を用いて濃縮される。第1段の膜モジュールユニット(図4の例では、1段目膜モジュールユニット12)の第一空間11に第1RO濃縮水が供給され、その濃縮水が最終段の膜モジュールユニット(図1の例では、5段目膜モジュールユニット20)の第一空間11を通過した後に、最終段の濃縮水の少なくとも一部が最終段の膜モジュールの第二空間13に供給される。そして、最終段の膜モジュールの第二空間13を通過した希釈水を、その上流の膜モジュールの第二空間13に供給していき、各段の膜モジュールの第一空間11を加圧してその第一空間11に含まれる水を第二空間13に透過させる。 The water treatment device 4 uses a multi-stage membrane module having a first space 11 and a second space 13 separated by a semipermeable membrane 15, passes the first RO concentrated water in series through the first space 11 of the multi-stage membrane module, distributes the concentrated water of the final stage membrane module unit to the second space 13 of the final stage membrane module unit (in the example of FIG. 4, the fifth stage membrane module unit 20), returns and passes the dilution water of the final stage membrane module in series to the second space 13 of the membrane module in the previous stage, and pressurizes the first space 11 to permeate the water contained in the first space 11 into the second space 13 to concentrate the water. That is, in the water treatment device 4, the first RO concentrated water is concentrated using the semipermeable membrane 15, and the concentrated water is further concentrated using the semipermeable membrane 15 of the next stage. The first RO concentrated water is supplied to the first space 11 of the first stage membrane module unit (in the example of FIG. 4, the first stage membrane module unit 12), and after the concentrated water passes through the first space 11 of the final stage membrane module unit (in the example of FIG. 1, the fifth stage membrane module unit 20), at least a portion of the concentrated water of the final stage is supplied to the second space 13 of the final stage membrane module. Then, the dilution water that has passed through the second space 13 of the final stage membrane module is supplied to the second space 13 of the upstream membrane module, and the first space 11 of each stage membrane module is pressurized to allow the water contained in the first space 11 to permeate into the second space 13.

具体的には、水処理装置4において、全溶解固形成分を含む被処理水は、配管38を通して、必要に応じて被処理水槽10に貯留され、被処理水槽10から、加圧ポンプ26により0.1MPa以上に加圧されて(加圧工程)、配管40を通して、第1逆浸透膜処理装置100へ送液される。第1逆浸透膜処理装置100において、加圧された被処理水は第1逆浸透膜に通水されて第1RO透過水および第1RO濃縮水が得られる(第1逆浸透膜処理工程)。第1RO透過水は、第1RO透過水配管108を通して排出される。第1RO透過水の少なくとも一部は、後述するようにさらに第3逆浸透膜処理装置104へ送液され、第3逆浸透膜処理装置104において、逆浸透膜処理が行われてもよい(第3逆浸透膜処理工程)。 Specifically, in the water treatment device 4, the water to be treated, which contains all dissolved solid components, is stored in the water tank 10 as necessary through the pipe 38, and is pressurized from the water tank 10 to 0.1 MPa or more by the pressure pump 26 (pressurization process), and is sent through the pipe 40 to the first reverse osmosis membrane treatment device 100. In the first reverse osmosis membrane treatment device 100, the pressurized water to be treated is passed through the first reverse osmosis membrane to obtain the first RO permeate and the first RO concentrated water (first reverse osmosis membrane treatment process). The first RO permeate is discharged through the first RO permeate pipe 108. At least a portion of the first RO permeate may be further sent to the third reverse osmosis membrane treatment device 104, as described below, and reverse osmosis membrane treatment may be performed in the third reverse osmosis membrane treatment device 104 (third reverse osmosis membrane treatment process).

第1RO濃縮水は、第1RO濃縮水配管106を通して1段目膜モジュールユニット12の各膜モジュールの第一空間11へ送液される。一方、後述する最終段の5段目膜モジュールユニット20から4段目膜モジュールユニット18の第二空間13、3段目膜モジュールユニット16の第二空間13、2段目膜モジュールユニット14の第二空間13を経由して返送された希釈水が配管60を通して、1段目膜モジュールユニット12の各膜モジュールの第二空間13へ送液される。1段目膜モジュールユニット12の各膜モジュールにおいて、第一空間11が加圧されてその第一空間11に含まれる水が第二空間13に透過される(濃縮工程(1段目))。 The first RO concentrated water is sent to the first space 11 of each membrane module of the first-stage membrane module unit 12 through the first RO concentrated water pipe 106. Meanwhile, dilution water returned from the fifth-stage membrane module unit 20 (the final stage described later) via the second space 13 of the fourth-stage membrane module unit 18, the second space 13 of the third-stage membrane module unit 16, and the second space 13 of the second-stage membrane module unit 14 is sent to the second space 13 of each membrane module of the first-stage membrane module unit 12 through the pipe 60. In each membrane module of the first-stage membrane module unit 12, the first space 11 is pressurized and the water contained in the first space 11 is permeated into the second space 13 (concentration process (first stage)).

1段目膜モジュールユニット12の濃縮水は、配管42を通して、2段目膜モジュールユニット14の各膜モジュールの第一空間11へ送液される。一方、後述する最終段の5段目膜モジュールユニット20から4段目膜モジュールユニット18の第二空間13、3段目膜モジュールユニット16の第二空間13を経由して返送された希釈水が配管58を通して、2段目膜モジュールユニット14の各膜モジュールの第二空間13へ送液される。1段目と同様にして、2段目膜モジュールユニット14の各膜モジュールにおいて、第一空間11が加圧されてその第一空間11に含まれる水が第二空間13に透過される(濃縮工程(2段目))。 The concentrated water from the first-stage membrane module unit 12 is sent through the pipe 42 to the first space 11 of each membrane module of the second-stage membrane module unit 14. Meanwhile, the dilution water returned from the fifth-stage membrane module unit 20 (the final stage described later) via the second space 13 of the fourth-stage membrane module unit 18 and the second space 13 of the third-stage membrane module unit 16 is sent through the pipe 58 to the second space 13 of each membrane module of the second-stage membrane module unit 14. As in the first stage, the first space 11 is pressurized in each membrane module of the second-stage membrane module unit 14, and the water contained in the first space 11 is permeated into the second space 13 (concentration process (second stage)).

2段目膜モジュールユニット14の濃縮水は、配管44を通して、3段目膜モジュールユニット16の各膜モジュールの第一空間11へ送液される。一方、後述する最終段の5段目膜モジュールユニット20から4段目膜モジュールユニット18の第二空間13を経由して返送された希釈水が配管56を通して、3段目膜モジュールユニット16の各膜モジュールの第二空間13へ送液される。1,2段目と同様にして、3段目膜モジュールユニット16の各膜モジュールにおいて、第一空間11が加圧されてその第一空間11に含まれる水が第二空間13に透過される(濃縮工程(3段目))。 The concentrated water from the second-stage membrane module unit 14 is sent through the pipe 44 to the first space 11 of each membrane module of the third-stage membrane module unit 16. Meanwhile, the dilution water returned from the fifth-stage membrane module unit 20 (the final stage, described later) via the second space 13 of the fourth-stage membrane module unit 18 is sent through the pipe 56 to the second space 13 of each membrane module of the third-stage membrane module unit 16. As in the first and second stages, the first space 11 is pressurized in each membrane module of the third-stage membrane module unit 16, and the water contained in the first space 11 is permeated into the second space 13 (concentration process (third stage)).

3段目膜モジュールユニット16の濃縮水は、配管46を通して、4段目膜モジュールユニット18の各膜モジュールの第一空間11へ送液される。一方、後述する最終段の5段目膜モジュールユニット20から返送された希釈水が配管92を通して、4段目膜モジュールユニット18の各膜モジュールの第二空間13へ送液される。1,2,3段目と同様にして、4段目膜モジュールユニット18の各膜モジュールにおいて、第一空間11が加圧されてその第一空間11に含まれる水が第二空間13に透過される(濃縮工程(4段目))。 The concentrated water from the third-stage membrane module unit 16 is sent through piping 46 to the first space 11 of each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 18. Meanwhile, dilution water returned from the fifth-stage membrane module unit 20 (the final stage, described later) is sent through piping 92 to the second space 13 of each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 18. As in the first, second, and third stages, in each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 18, the first space 11 is pressurized and the water contained in the first space 11 is permeated into the second space 13 (concentration process (fourth stage)).

4段目膜モジュールユニット18の濃縮水は、配管88を通して、最終段の5段目膜モジュールユニット20の各膜モジュールの第一空間11へ送液される。一方、後述する最終段の5段目膜モジュールユニット20から返送された濃縮水は、配管90を通して、5段目膜モジュールユニット20の各膜モジュールの第二空間13へ送液される。1~4段目と同様にして、5段目膜モジュールユニット20において、第一空間11が加圧されてその第一空間11に含まれる水が第二空間13に透過される(濃縮工程(5段目))。 The concentrated water from the fourth-stage membrane module unit 18 is sent through piping 88 to the first space 11 of each membrane module in the fifth-stage membrane module unit 20 (the final stage). Meanwhile, the concentrated water returned from the fifth-stage membrane module unit 20 (the final stage, described later) is sent through piping 90 to the second space 13 of each membrane module in the fifth-stage membrane module unit 20. As in the first to fourth stages, in the fifth-stage membrane module unit 20, the first space 11 is pressurized and the water contained in the first space 11 is permeated into the second space 13 (concentration process (fifth stage)).

5段目膜モジュールユニット20の濃縮水は、バルブ32が開状態で、配管50を通して、必要に応じて濃縮水槽22へ送液、貯留される。バルブ86が閉状態で、濃縮水の少なくとも一部は、処理水として、濃縮水槽22からポンプ28により配管52を通して、系外へ排出される。濃縮水の少なくとも一部は、被処理水槽10に送液され、被処理水槽10において被処理水と混合されてもよい。 When valve 32 is open, the concentrated water from the fifth membrane module unit 20 is sent through piping 50 to the concentrated water tank 22 as necessary and stored there. When valve 86 is closed, at least a portion of the concentrated water is discharged from the concentrated water tank 22 to the outside of the system through piping 52 by pump 28 as treated water. At least a portion of the concentrated water is sent to the treated water tank 10 and may be mixed with the treated water in the treated water tank 10.

5段目膜モジュールユニット20の濃縮水の少なくとも一部は、バルブ86が開状態で、濃縮水槽22からポンプ28により配管52、配管90を通して、5段目膜モジュールユニット20の各膜モジュールの第二空間13へ送液される。上記の通り、5段目膜モジュールユニット20の各膜モジュールにおいて、第一空間11が加圧されてその第一空間11に含まれる水が第二空間13に透過される(濃縮工程(5段目))。ここで、ポンプ28、配管52,90等が、最終段の濃縮水の少なくとも一部を最終段の半透膜モジュールの第二空間に供給する供給手段として機能する。なお、図10の水処理装置17に示すように、濃縮水槽22、ポンプ28を設けずに、5段目膜モジュールユニット20の各膜モジュールの第一空間出口からの配管50からバルブ32の前段側で分岐し、バルブ87を介した配管91を5段目膜モジュールユニット20の各膜モジュールの第二空間入口へ接続して、5段目膜モジュールユニット20の濃縮水が、バルブ87が開状態で配管50、配管91を通して5段目膜モジュールユニット20の各膜モジュールの第二空間13へ送液されてもよい。また、水処理装置4は、第1希釈水槽24、配管64を備えてもよいし、備えていなくてもよい。 With valve 86 open, at least a portion of the concentrated water from the fifth-stage membrane module unit 20 is pumped from the concentrated water tank 22 through pipes 52 and 90 by pump 28 to the second space 13 of each membrane module of the fifth-stage membrane module unit 20. As described above, in each membrane module of the fifth-stage membrane module unit 20, the first space 11 is pressurized and the water contained in the first space 11 is permeated into the second space 13 (concentration process (fifth stage)). Here, pump 28, pipes 52, 90, etc. function as a supply means for supplying at least a portion of the concentrated water from the final stage to the second space of the semipermeable membrane module of the final stage. As shown in the water treatment device 17 of FIG. 10, instead of providing the concentrated water tank 22 and the pump 28, a pipe 50 from the first space outlet of each membrane module of the fifth-stage membrane module unit 20 branches off at the upstream side of the valve 32, and a pipe 91 via a valve 87 is connected to the second space inlet of each membrane module of the fifth-stage membrane module unit 20, and the concentrated water of the fifth-stage membrane module unit 20 may be sent to the second space 13 of each membrane module of the fifth-stage membrane module unit 20 through the pipes 50 and 91 with the valve 87 open. The water treatment device 4 may or may not include a first dilution water tank 24 and a pipe 64.

5段目膜モジュールユニット20の希釈水は、配管92を通して、4段目膜モジュールユニット18の各膜モジュールの第二空間13へ送液される。上記の通り、4段目膜モジュールユニット18の各膜モジュールにおいて、第一空間11が加圧されてその第一空間11に含まれる水が第二空間13に透過される(濃縮工程(4段目))。 The dilution water from the fifth-stage membrane module unit 20 is sent through the pipe 92 to the second space 13 of each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 18. As described above, in each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 18, the first space 11 is pressurized and the water contained in the first space 11 is permeated into the second space 13 (concentration process (fourth stage)).

4段目膜モジュールユニット18の希釈水は、配管56を通して、3段目膜モジュールユニット16の各膜モジュールの第二空間13へ送液される。上記の通り、3段目膜モジュールユニット16の各膜モジュールにおいて、第一空間11が加圧されてその第一空間11に含まれる水が第二空間13に透過される(濃縮工程(3段目))。 The dilution water from the fourth-stage membrane module unit 18 is sent through the pipe 56 to the second space 13 of each membrane module of the third-stage membrane module unit 16. As described above, in each membrane module of the third-stage membrane module unit 16, the first space 11 is pressurized and the water contained in the first space 11 is permeated into the second space 13 (concentration process (third stage)).

3段目膜モジュールユニット16の希釈水は、配管58を通して、2段目膜モジュールユニット14の各膜モジュールの第二空間13へ送液される。上記の通り、2段目膜モジュールユニット14の各膜モジュールにおいて、第一空間11が加圧されてその第一空間11に含まれる水が第二空間13に透過される(濃縮工程(2段目))。 The dilution water from the third-stage membrane module unit 16 is sent through the pipe 58 to the second space 13 of each membrane module of the second-stage membrane module unit 14. As described above, in each membrane module of the second-stage membrane module unit 14, the first space 11 is pressurized and the water contained in the first space 11 is permeated into the second space 13 (concentration process (second stage)).

2段目膜モジュールユニット14の希釈水は、配管60を通して、1段目膜モジュールユニット12の各膜モジュールの第二空間13へ送液される。上記の通り、1段目膜モジュールユニット12の各膜モジュールにおいて、第一空間11が加圧されてその第一空間11に含まれる水が第二空間13に透過される(濃縮工程(1段目))。 The dilution water from the second-stage membrane module unit 14 is sent through the pipe 60 to the second space 13 of each membrane module of the first-stage membrane module unit 12. As described above, in each membrane module of the first-stage membrane module unit 12, the first space 11 is pressurized and the water contained in the first space 11 is permeated into the second space 13 (concentration process (first stage)).

1段目膜モジュールユニット12の希釈水は、配管62を通して、必要に応じて第1希釈水槽24へ送液され、貯留された後、配管64を通して、系外へ排出される。希釈水の少なくとも一部は、被処理水槽10に送液され、被処理水槽10において被処理水と混合されてもよい。希釈水の少なくとも一部は、後述するようにさらに第2逆浸透膜処理装置102へ送液され、第2逆浸透膜処理装置102において、逆浸透膜処理が行われてもよい(第2逆浸透膜処理工程)。 The dilution water from the first-stage membrane module unit 12 is sent to the first dilution water tank 24 through the piping 62 as necessary, and after being stored there, is discharged outside the system through the piping 64. At least a portion of the dilution water may be sent to the water tank 10 to be treated and mixed with the water to be treated there. At least a portion of the dilution water may be further sent to the second reverse osmosis membrane treatment device 102 as described below, and may be subjected to reverse osmosis membrane treatment in the second reverse osmosis membrane treatment device 102 (second reverse osmosis membrane treatment process).

以上のようにして、処理対象である、全溶解固形成分等を含む被処理水から、全溶解固形成分等の物質が濃縮された処理水(最終段の濃縮水)と、希釈水とが得られ、被処理水の減容化が行われる。 In this way, treated water containing total dissolved solids and other substances (final stage concentrated water) is obtained, and dilution water is obtained from the treated water, which is the target of treatment, and the volume of the treated water is reduced.

例えば、制御装置66は、第1流量測定装置34により測定された最終段の膜モジュールユニット(図1の例では、5段目膜モジュールユニット20)の濃縮水の流量の測定値、および第2流量測定装置36により測定された第1段の膜モジュールユニット(図1の例では、1段目膜モジュールユニット12)の希釈水の流量の測定値が予め設定された目標流量値となるように、第1段の膜モジュールユニットの第一空間に供給する第1RO濃縮水の流量を調整する流量調整手段として機能する。制御装置66は、例えば、第1流量測定装置34および第2流量測定装置36の測定値が予め設定された目標流量値となるように、任意の演算式を用いて駆動周波数を演算し、この演算値に対応する指令信号を第1インバーター30に出力して加圧ポンプ26を制御し、第1段の膜モジュールユニット(図1の例では、1段目膜モジュールユニット12)の第一空間11に供給する第1RO濃縮水の流量を調整する。 For example, the control device 66 functions as a flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the first RO concentrated water supplied to the first space of the first-stage membrane module unit so that the measured value of the flow rate of the concentrated water of the final-stage membrane module unit (in the example of FIG. 1, the fifth-stage membrane module unit 20) measured by the first flow rate measuring device 34 and the measured value of the flow rate of the dilution water of the first-stage membrane module unit (in the example of FIG. 1, the first-stage membrane module unit 12) measured by the second flow rate measuring device 36 become the preset target flow rate value. The control device 66, for example, calculates the drive frequency using an arbitrary arithmetic expression so that the measured values of the first flow rate measuring device 34 and the second flow rate measuring device 36 become the preset target flow rate value, outputs a command signal corresponding to this calculated value to the first inverter 30 to control the pressure pump 26, and adjusts the flow rate of the first RO concentrated water supplied to the first space 11 of the first-stage membrane module unit (in the example of FIG. 1, the first-stage membrane module unit 12).

その結果として、半透膜モジュールを用いる水の濃縮処理において、逆浸透膜法より排水量を減容化しつつ、被処理水(原水)の水質変動がある場合でも、安定した処理が可能となる。 As a result, in water concentration treatment using a semipermeable membrane module, the volume of wastewater is reduced compared to the reverse osmosis membrane method, and stable treatment is possible even when the water quality of the water to be treated (raw water) fluctuates.

水処理装置4において、図2に示す水処理装置2と同様に、最終段の膜モジュールユニットの第二空間を通過した希釈水の流量をさらに測定し、最終段の濃縮水の流量の測定値、第1段の希釈水の流量の測定値、および最終段の希釈水の流量の測定値が予め設定された目標流量値となるように、第1段の膜モジュールユニットの第一空間に供給する第1RO濃縮水の流量および最終段の前段の第二空間に供給する希釈水の流量を調整してもよい。このような構成の水処理装置を図5に示す。 In the water treatment device 4, similar to the water treatment device 2 shown in FIG. 2, the flow rate of the dilution water that has passed through the second space of the membrane module unit in the final stage may be further measured, and the flow rate of the first RO concentrated water supplied to the first space of the membrane module unit in the first stage and the flow rate of the dilution water supplied to the second space in the stage preceding the final stage may be adjusted so that the measured flow rate of the concentrated water in the final stage, the measured flow rate of the dilution water in the first stage, and the measured flow rate of the dilution water in the final stage reach preset target flow rate values. A water treatment device having such a configuration is shown in FIG. 5.

図5に示す水処理装置5は、最終段の膜モジュールユニットからの希釈水(図5の例では、5段目膜モジュールユニット20からの希釈水)を貯留する第2希釈水槽68をさらに備える。水処理装置5において、5段目膜モジュールユニット20の各膜モジュールの第二空間出口と第2希釈水槽68の希釈水入口とは、配管94により接続されている。第2希釈水槽68の出口と4段目膜モジュールユニット18の各膜モジュールの第二空間入口とは、第2加圧ポンプ70を介して配管78により並列的に接続されている。なお、図10の水処理装置17と同様に、濃縮水槽22、ポンプ28を設けずに、5段目膜モジュールユニット20の各膜モジュールの第一空間出口からの配管50からバルブ32の前段側で分岐し、バルブ87を介した配管91を5段目膜モジュールユニット20の各膜モジュールの第二空間入口へ接続して、5段目膜モジュールユニット20の濃縮水が、バルブ87が開状態で配管50、配管91を通して5段目膜モジュールユニット20の各膜モジュールの第二空間13へ送液されてもよい。また、水処理装置5は、第1希釈水槽24、配管64を備えてもよいし、備えていなくてもよい。 The water treatment device 5 shown in FIG. 5 further includes a second dilution water tank 68 for storing dilution water from the final stage membrane module unit (in the example of FIG. 5, dilution water from the fifth stage membrane module unit 20). In the water treatment device 5, the second space outlet of each membrane module of the fifth stage membrane module unit 20 and the dilution water inlet of the second dilution water tank 68 are connected by piping 94. The outlet of the second dilution water tank 68 and the second space inlet of each membrane module of the fourth stage membrane module unit 18 are connected in parallel by piping 78 via a second pressure pump 70. As in the water treatment device 17 of FIG. 10, instead of providing the concentrated water tank 22 and the pump 28, a pipe 50 from the first space outlet of each membrane module of the fifth-stage membrane module unit 20 branches off at the upstream side of the valve 32, and a pipe 91 via a valve 87 is connected to the second space inlet of each membrane module of the fifth-stage membrane module unit 20, and the concentrated water of the fifth-stage membrane module unit 20 may be sent to the second space 13 of each membrane module of the fifth-stage membrane module unit 20 through the pipes 50 and 91 with the valve 87 open. The water treatment device 5 may or may not include a first dilution water tank 24 and a pipe 64.

5段目膜モジュールユニット20の希釈水は、配管94を通して、第2希釈水槽68へ送液され、貯留された後、第2加圧ポンプ70により、第2希釈水槽68から配管78を通して、4段目膜モジュールユニット18の各膜モジュールの第二空間13へ送液される。上記の通り、4段目膜モジュールユニット18の各膜モジュールにおいて、第一空間11が加圧されてその第一空間11に含まれる水が第二空間13に透過される(濃縮工程(4段目))。 The dilution water from the fifth-stage membrane module unit 20 is sent to the second dilution water tank 68 through the pipe 94, where it is stored. The second pressurizing pump 70 then sends the dilution water from the second dilution water tank 68 through the pipe 78 to the second space 13 of each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 18. As described above, in each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 18, the first space 11 is pressurized and the water contained in the first space 11 is permeated into the second space 13 (concentration process (fourth stage)).

配管94には、最終段の膜モジュールユニット(図5の例では、5段目膜モジュールユニット20)の第二空間を通過した希釈水の流量を測定する第3流量測定手段として、第3流量測定装置74が設置されている。第2加圧ポンプ70は、最終段の膜モジュールユニット(図2の例では、5段目膜モジュールユニット20)の後段に設けられ、例えば、入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動され、最終段の膜モジュールユニットの希釈水(図2の例では、5段目膜モジュールユニット20の希釈水)を吸入して前段の膜モジュールユニット(図2の例では、4段目膜モジュールユニット18)に吐出する第2加圧ポンプである。第2加圧ポンプ70には、例えば、入力された指令信号に対応する駆動周波数を第2加圧ポンプ70に出力する第2インバーター72が設置されている。なお、第2希釈水槽68、第2加圧ポンプ70、流量測定装置74の設置場所は、図5の位置に限定されず、途中の希釈水の配管のいずれか、例えば配管56,58,60のいずれかに設置されていてもよい。水処理装置5は、制御装置66を備え、制御装置66は、第1インバーター30、第2インバーター72、第1流量測定装置34、第2流量測定装置36、および第3流量測定装置74と、有線または無線の電気的接続等によって接続されている。制御装置66は、バルブ32と、有線または無線の電気的接続等によって接続されていてもよい。 A third flow rate measuring device 74 is installed in the piping 94 as a third flow rate measuring means for measuring the flow rate of the dilution water passing through the second space of the final membrane module unit (in the example of FIG. 5, the fifth membrane module unit 20). The second pressure pump 70 is provided in the rear of the final membrane module unit (in the example of FIG. 2, the fifth membrane module unit 20), and is driven at a rotation speed corresponding to the input drive frequency, for example, and is a second pressure pump that sucks in the dilution water of the final membrane module unit (in the example of FIG. 2, the fifth membrane module unit 20) and discharges it to the previous membrane module unit (in the example of FIG. 2, the fourth membrane module unit 18). The second pressure pump 70 is installed with a second inverter 72 that outputs a drive frequency corresponding to the input command signal to the second pressure pump 70. The locations of the second dilution water tank 68, the second pressure pump 70, and the flow rate measuring device 74 are not limited to the locations shown in FIG. 5, and may be installed in any of the dilution water piping along the way, for example, in any of the piping 56, 58, and 60. The water treatment device 5 includes a control device 66, which is connected to the first inverter 30, the second inverter 72, the first flow rate measuring device 34, the second flow rate measuring device 36, and the third flow rate measuring device 74 by wired or wireless electrical connections, etc. The control device 66 may also be connected to the valve 32 by wired or wireless electrical connections, etc.

本実施形態に係る水処理方法および水処理装置5では、最終段の膜モジュールユニットの第一空間を通過した濃縮水の流量を測定し(第1流量測定工程)、第1段の膜モジュールユニットの第二空間を通過した希釈水の流量を測定し(第2流量測定工程)、および最終段の膜モジュールユニットの第二空間を通過した希釈水の流量を測定し(第3流量測定工程)、最終段の濃縮水の流量の測定値、第1段の希釈水の流量の測定値、および最終段の希釈水の流量の測定値が予め設定された目標流量値となるように、第1段の膜モジュールユニットの第一空間に供給する第1RO濃縮水の流量および最終段の前段の膜モジュールユニットの第二空間に供給する希釈水の流量を調整する(流量調整工程)。 In the water treatment method and water treatment device 5 according to this embodiment, the flow rate of the concentrated water passing through the first space of the membrane module unit of the final stage is measured (first flow rate measurement process), the flow rate of the dilution water passing through the second space of the membrane module unit of the first stage is measured (second flow rate measurement process), and the flow rate of the dilution water passing through the second space of the membrane module unit of the final stage is measured (third flow rate measurement process), and the flow rate of the first RO concentrated water supplied to the first space of the membrane module unit of the first stage and the flow rate of the dilution water supplied to the second space of the membrane module unit before the final stage are adjusted (flow rate adjustment process) so that the measured flow rate of the concentrated water of the final stage, the measured flow rate of the dilution water of the first stage, and the measured flow rate of the dilution water of the final stage are preset target flow rate values.

例えば、制御装置66は、第1流量測定装置34により測定された最終段の膜モジュールユニット(図5の例では、5段目膜モジュールユニット20)の濃縮水の流量の測定値、第2流量測定装置36により測定された第1段の膜モジュールユニット(図5の例では、1段目膜モジュールユニット12)の希釈水の流量の測定値、および第3流量測定装置74により測定された最終段の膜モジュールユニットの希釈水の流量の測定値が予め設定された目標流量値となるように、第1段の膜モジュールユニットの第一空間に供給する第1RO濃縮水の流量および最終段の前段の膜モジュールユニットの第二空間に供給する希釈水の流量を調整する流量調整手段として機能する。制御装置66は、例えば、第1流量測定装置34、第2流量測定装置36および第3流量測定装置74の測定値が予め設定された目標流量値となるように、任意の演算式を用いて駆動周波数を演算し、この演算値に対応する指令信号を第1インバーター30に出力して加圧ポンプ26を制御し、第2インバーター72に出力して第2加圧ポンプ70を制御し、第1段の膜モジュールユニット(図5の例では、1段目膜モジュールユニット12)の第一空間11に供給する第1RO濃縮水、および最終段の前段の膜モジュールユニット(図5の例では、4段目膜モジュールユニット18)の第二空間13に供給する希釈水の流量を調整する。 For example, the control device 66 functions as a flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the first RO concentrated water supplied to the first space of the first-stage membrane module unit and the flow rate of the dilution water supplied to the second space of the membrane module unit preceding the final stage so that the measured value of the flow rate of the concentrated water of the final-stage membrane module unit (in the example of Figure 5, the fifth-stage membrane module unit 20) measured by the first flow rate measuring device 34, the measured value of the flow rate of the dilution water of the first-stage membrane module unit (in the example of Figure 5, the first-stage membrane module unit 12) measured by the second flow rate measuring device 36, and the measured value of the flow rate of the dilution water of the final-stage membrane module unit measured by the third flow rate measuring device 74 become predetermined target flow rate values. The control device 66 calculates the drive frequency using an arbitrary calculation formula so that the measured values of the first flow measuring device 34, the second flow measuring device 36, and the third flow measuring device 74 become the preset target flow value, outputs a command signal corresponding to this calculated value to the first inverter 30 to control the pressure pump 26, and outputs a command signal to the second inverter 72 to control the second pressure pump 70, and adjusts the flow rate of the first RO concentrated water supplied to the first space 11 of the first stage membrane module unit (in the example of FIG. 5, the first stage membrane module unit 12) and the dilution water supplied to the second space 13 of the membrane module unit before the final stage (in the example of FIG. 5, the fourth stage membrane module unit 18).

その結果として、半透膜モジュールを用いる水の濃縮処理において、逆浸透膜法より排水量を減容化しつつ、被処理水(原水)の水質変動がある場合でも、より安定した処理が可能となる。第2希釈水槽68に最終段の第二空間を通過した希釈水を貯留することによって、被処理水の水質変動によって第一空間と第二空間の水バランスが崩れた場合があっても流量の調整がしやすくなる。また、最終段の膜モジュールユニットの希釈水を吸入して前段の膜モジュールユニットに吐出する第2加圧ポンプとして第2加圧ポンプ70を用いることによって、加圧ポンプ26だけでは膜モジュールユニットの段数が増えて通水に要する圧力が不足する場合があっても、加圧ポンプ26の負荷を軽減し、通水に要する圧力不足を抑制することができる。 As a result, in the water concentration treatment using the semipermeable membrane module, the amount of wastewater is reduced compared to the reverse osmosis membrane method, and more stable treatment is possible even when the water quality of the water to be treated (raw water) fluctuates. By storing the diluted water that has passed through the second space of the final stage in the second dilution water tank 68, it becomes easier to adjust the flow rate even if the water balance between the first space and the second space is disrupted due to fluctuations in the water quality of the water to be treated. In addition, by using the second pressure pump 70 as the second pressure pump that sucks in the diluted water from the membrane module unit of the final stage and discharges it to the membrane module unit of the previous stage, the load on the pressure pump 26 can be reduced and the pressure shortage required for water flow can be suppressed even if the number of stages of the membrane module units increases and the pressure required for water flow is insufficient with the pressure pump 26 alone.

水処理装置5において、図3に示す水処理装置3と同様に、第2希釈水槽68を設けなくてもよい。このような構成の水処理装置を図6に示す。 In the water treatment device 5, as in the water treatment device 3 shown in FIG. 3, the second dilution water tank 68 may not be provided. A water treatment device with such a configuration is shown in FIG. 6.

図6に示す水処理装置6において、配管92に、最終段の膜モジュールユニット(図6の例では、5段目膜モジュールユニット20)の第二空間を通過した希釈水の流量を測定する第3流量測定手段として、第3流量測定装置84が設置されている。5段目膜モジュールユニット20の各膜モジュールの第二空間出口と4段目膜モジュールユニット18の各膜モジュールの第二空間入口とは、第2加圧ポンプ80を介して配管92により並列的に接続されている。なお、図10の水処理装置17と同様に、濃縮水槽22、ポンプ28を設けずに、5段目膜モジュールユニット20の各膜モジュールの第一空間出口からの配管50からバルブ32の前段側で分岐し、バルブ87を介した配管91を5段目膜モジュールユニット20の各膜モジュールの第二空間入口へ接続して、5段目膜モジュールユニット20の濃縮水が、バルブ32が開状態で配管50、配管91を通して5段目膜モジュールユニット20の各膜モジュールの第二空間13へ送液されてもよい。また、水処理装置6は、第1希釈水槽24、配管64を備えてもよいし、備えていなくてもよい。 In the water treatment device 6 shown in FIG. 6, a third flow rate measuring device 84 is installed in the pipe 92 as a third flow rate measuring means for measuring the flow rate of the dilution water passing through the second space of the final membrane module unit (in the example of FIG. 6, the fifth membrane module unit 20). The second space outlet of each membrane module of the fifth membrane module unit 20 and the second space inlet of each membrane module of the fourth membrane module unit 18 are connected in parallel by the pipe 92 via the second pressure pump 80. As in the water treatment device 17 of FIG. 10, the concentrated water tank 22 and the pump 28 are not provided, and the pipe 50 from the first space outlet of each membrane module of the fifth membrane module unit 20 is branched on the upstream side of the valve 32, and the pipe 91 via the valve 87 is connected to the second space inlet of each membrane module of the fifth membrane module unit 20, and the concentrated water of the fifth membrane module unit 20 may be sent to the second space 13 of each membrane module of the fifth membrane module unit 20 through the pipe 50 and the pipe 91 with the valve 32 open. Additionally, the water treatment device 6 may or may not include a first dilution water tank 24 and piping 64.

第2加圧ポンプ80には、例えば、入力された指令信号に対応する駆動周波数を第2加圧ポンプ80に出力する第2インバーター82が設置されている。水処理装置6は、制御装置66を備え、制御装置66は、第1インバーター30、第2インバーター82、第1流量測定装置34、第2流量測定装置36、および第3流量測定装置84と、有線または無線の電気的接続等によって接続されている。制御装置66は、バルブ32と、有線または無線の電気的接続等によって接続されていてもよい。 The second booster pump 80 is provided with a second inverter 82 that outputs a drive frequency corresponding to the input command signal to the second booster pump 80. The water treatment device 6 includes a control device 66, which is connected to the first inverter 30, the second inverter 82, the first flow measuring device 34, the second flow measuring device 36, and the third flow measuring device 84 by wired or wireless electrical connections, etc. The control device 66 may also be connected to the valve 32 by wired or wireless electrical connections, etc.

本実施形態に係る水処理方法および水処理装置6では、最終段の膜モジュールユニットの第一空間を通過した濃縮水の流量を測定し(第1流量測定工程)、第1段の膜モジュールユニットの第二空間を通過した希釈水の流量を測定し(第2流量測定工程)、および最終段の膜モジュールユニットの第二空間を通過した希釈水の流量を測定し(第3流量測定工程)、最終段の濃縮水の流量の測定値、第1段の希釈水の流量の測定値、および最終段の希釈水の流量の測定値が予め設定された目標流量値となるように、第1段の膜モジュールユニットの第一空間に供給する第1RO濃縮水の流量および最終段の前段の膜モジュールユニットの第二空間に供給する希釈水の流量を調整する(流量調整工程)。 In the water treatment method and water treatment device 6 according to this embodiment, the flow rate of the concentrated water passing through the first space of the membrane module unit of the final stage is measured (first flow rate measurement process), the flow rate of the dilution water passing through the second space of the membrane module unit of the first stage is measured (second flow rate measurement process), and the flow rate of the dilution water passing through the second space of the membrane module unit of the final stage is measured (third flow rate measurement process), and the flow rate of the first RO concentrated water supplied to the first space of the membrane module unit of the first stage and the flow rate of the dilution water supplied to the second space of the membrane module unit before the final stage are adjusted (flow rate adjustment process) so that the measured values of the flow rate of the concentrated water of the final stage, the measured value of the flow rate of the dilution water of the first stage, and the measured value of the flow rate of the dilution water of the final stage are preset target flow rate values.

例えば、制御装置66は、第1流量測定装置34により測定された最終段の膜モジュールユニット(図6の例では、5段目膜モジュールユニット20)の濃縮水の流量の測定値、第2流量測定装置36により測定された第1段の膜モジュールユニット(図6の例では、1段目膜モジュールユニット12)の希釈水の流量の測定値、および第3流量測定装置84により測定された最終段の膜モジュールユニットの希釈水の流量の測定値が予め設定された目標流量値となるように、第1段の膜モジュールユニットの第一空間に供給する第1RO濃縮水の流量および最終段の前段の膜モジュールユニットの第二空間に供給する希釈水の流量を調整する流量調整手段として機能する。制御装置66は、例えば、第1流量測定装置34、第2流量測定装置36および第3流量測定装置84の測定値が予め設定された目標流量値となるように、任意の演算式を用いて駆動周波数を演算し、この演算値に対応する指令信号を第1インバーター30に出力して加圧ポンプ26を制御し、第2インバーター82に出力して第2加圧ポンプ80を制御し、第1段の膜モジュールユニット(図6の例では、1段目膜モジュールユニット12)の第一空間11に供給する第1RO濃縮水、および最終段の前段の膜モジュールユニット(図6の例では、4段目膜モジュールユニット18)の第二空間13に供給する希釈水の流量を調整する。 For example, the control device 66 functions as a flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the first RO concentrated water supplied to the first space of the first stage membrane module unit and the flow rate of the dilution water supplied to the second space of the membrane module unit preceding the final stage so that the measured value of the flow rate of the concentrated water of the final stage membrane module unit (in the example of Figure 6, the fifth stage membrane module unit 20) measured by the first flow rate measuring device 34, the measured value of the flow rate of the dilution water of the first stage membrane module unit (in the example of Figure 6, the first stage membrane module unit 12) measured by the second flow rate measuring device 36, and the measured value of the flow rate of the dilution water of the final stage membrane module unit measured by the third flow rate measuring device 84 become predetermined target flow rate values. The control device 66 calculates the drive frequency using an arbitrary calculation formula so that the measured values of the first flow measuring device 34, the second flow measuring device 36, and the third flow measuring device 84 become the preset target flow value, outputs a command signal corresponding to this calculated value to the first inverter 30 to control the pressure pump 26, and outputs it to the second inverter 82 to control the second pressure pump 80, and adjusts the flow rate of the first RO concentrated water supplied to the first space 11 of the first stage membrane module unit (in the example of FIG. 6, the first stage membrane module unit 12) and the dilution water supplied to the second space 13 of the membrane module unit before the final stage (in the example of FIG. 6, the fourth stage membrane module unit 18).

その結果として、半透膜モジュールを用いる水の濃縮処理において、逆浸透膜法より排水量を減容化しつつ、被処理水(原水)の水質変動がある場合でも、より安定した処理が可能となる。また、最終段の膜モジュールユニットの希釈水を吸入して前段の膜モジュールユニットに吐出する第2加圧ポンプとして第2加圧ポンプ80を用いることによって、加圧ポンプ26だけでは膜モジュールユニットの段数が増えて通水に要する圧力が不足する場合があっても、加圧ポンプ26の負荷を軽減し、通水に要する圧力不足を抑制することができる。 As a result, in the water concentration treatment using the semipermeable membrane module, the amount of wastewater is reduced compared to the reverse osmosis membrane method, and more stable treatment is possible even when the water quality of the water to be treated (raw water) fluctuates. In addition, by using the second pressure pump 80 as the second pressure pump that sucks in the dilution water of the final stage membrane module unit and discharges it to the previous stage membrane module unit, the load on the pressure pump 26 can be reduced and the pressure shortage required for water flow can be suppressed even if the number of stages of membrane module units increases and the pressure required for water flow is insufficient with the pressure pump 26 alone.

本実施形態に係る水処理方法および水処理装置において、膜モジュールユニットの段数は、目的の処理水の濃度等によって決めればよい。例えば、より薄い濃度の被処理水からより濃い濃度の処理水を得たい場合には、膜モジュールユニットの段数を増やせばよい。 In the water treatment method and water treatment device according to this embodiment, the number of stages of the membrane module units may be determined according to the concentration of the target treated water, etc. For example, if it is desired to obtain treated water with a higher concentration from treated water with a lower concentration, the number of stages of the membrane module units may be increased.

各膜モジュールユニットにおける膜モジュールの本数は、第1RO透過水の流量等によって決めればよい。 The number of membrane modules in each membrane module unit can be determined based on factors such as the flow rate of the first RO permeate.

本実施形態に係る水処理方法および水処理装置において、全溶解固形成分を含む被処理水を0.1MPa以上に加圧する加圧手段としての加圧ポンプを第1逆浸透膜処理装置100の前段にのみに備えることが好ましい。すなわち、第1逆浸透膜処理装置100と1段目膜モジュールユニット12との間に加圧手段(ポンプ等)を備えず、第1逆浸透膜処理装置100の第1RO濃縮水は、加圧ポンプ26による加圧によって1段目膜モジュールユニット12に直接通水されることが好ましい。加圧ポンプ1台で逆浸透膜装置と半透膜モジュールとを運転することによって、機器コスト、動力コスト、機器スペース等を低減することができる。 In the water treatment method and water treatment device according to this embodiment, it is preferable to provide a pressure pump as a pressure means for pressurizing the water to be treated, including all dissolved solid components, to 0.1 MPa or more, only in the upstream of the first reverse osmosis membrane treatment device 100. In other words, it is preferable not to provide a pressure means (pump, etc.) between the first reverse osmosis membrane treatment device 100 and the first-stage membrane module unit 12, and to pass the first RO concentrate of the first reverse osmosis membrane treatment device 100 directly through the first-stage membrane module unit 12 by pressurization by the pressure pump 26. By operating the reverse osmosis membrane device and the semipermeable membrane module with a single pressure pump, it is possible to reduce equipment costs, power costs, equipment space, etc.

第1逆浸透膜処理装置100で用いられる第1逆浸透膜は、膜面有効圧力1MPa、25℃条件下において、0.2~0.7m/m/dayの範囲の純水透過流束を有し、かつ標準運転圧力におけるNaCl除去率(NaCl 32,000mg/Lの条件における)99.5%以上の特性を有することが好ましい。第1逆浸透膜は、膜面有効圧力1MPa、25℃条件下において、0.3~0.6m/m/dayの範囲の純水透過流束を有し、かつ標準運転圧力におけるNaCl除去率97%以上の特性を有することがより好ましい。膜面有効圧力1MPa、25℃条件下において、純水透過流束が0.2m/m/day未満であると、十分なRO透過水量を得られない可能性があり、0.7m/m/dayを超えると、RO透過水量が過剰となり、膜の詰まりが発生する可能性場合がある。 The first reverse osmosis membrane used in the first reverse osmosis membrane treatment device 100 preferably has a pure water permeation flux in the range of 0.2 to 0.7 m 3 /m 2 /day under conditions of an effective membrane surface pressure of 1 MPa and 25° C., and has a NaCl removal rate of 99.5% or more (under conditions of NaCl 32,000 mg/L) at standard operating pressure. It is more preferable that the first reverse osmosis membrane has a pure water permeation flux in the range of 0.3 to 0.6 m 3 /m 2 /day under conditions of an effective membrane surface pressure of 1 MPa and 25° C., and has a NaCl removal rate of 97% or more at standard operating pressure. When the pure water permeation flux is less than 0.2 m3 / m2 /day under conditions of a membrane surface effective pressure of 1 MPa and 25°C, a sufficient RO permeate amount may not be obtained, whereas when it exceeds 0.7 m3 / m2 /day, the RO permeate amount becomes excessive, which may cause clogging of the membrane.

第1逆浸透膜処理装置100は、多段式の逆浸透膜処理装置であってもよい。この場合、各段のRO濃縮水を次段の逆浸透膜処理装置へ通水して逆浸透膜処理を行っていき、最終段のRO濃縮水を第1RO濃縮水として1段目膜モジュールユニット12の各膜モジュールの第一空間11へ送液すればよい。各段のRO透過水は、排出されてもよいし、RO透過水の少なくとも一部は、後述するようにさらに第3逆浸透膜処理装置104へ送液され、第3逆浸透膜処理装置104において、逆浸透膜処理が行われてもよい(第3逆浸透膜処理工程)。 The first reverse osmosis membrane treatment device 100 may be a multi-stage reverse osmosis membrane treatment device. In this case, the RO concentrate of each stage is passed through the reverse osmosis membrane treatment device of the next stage to undergo reverse osmosis membrane treatment, and the RO concentrate of the final stage is sent as the first RO concentrate to the first space 11 of each membrane module of the first stage membrane module unit 12. The RO permeate of each stage may be discharged, or at least a portion of the RO permeate may be further sent to the third reverse osmosis membrane treatment device 104 as described below, where reverse osmosis membrane treatment may be performed (third reverse osmosis membrane treatment process).

半透膜処理工程における半透膜モジュールの透過流束を、膜面有効圧力1MPa、25℃条件下において、0.005m/d~0.05m/dの範囲とすることが好ましく、0.015m/d~0.04m/dの範囲とすることがより好ましい。半透膜モジュールの透過流束が膜面有効圧力1MPa、25℃条件下において、0.005m/d未満であると、必要な半透膜モジュールの本数が増える場合があり、0.05m/dを超えると、膜の詰まりが発生する場合がある。 The permeation flux of the semipermeable membrane module in the semipermeable membrane treatment process is preferably in the range of 0.005 m/d to 0.05 m/d under conditions of an effective membrane surface pressure of 1 MPa and 25°C, and more preferably in the range of 0.015 m/d to 0.04 m/d. If the permeation flux of the semipermeable membrane module is less than 0.005 m/d under conditions of an effective membrane surface pressure of 1 MPa and 25°C, the number of semipermeable membrane modules required may increase, and if it exceeds 0.05 m/d, clogging of the membrane may occur.

本実施形態に係る水処理方法および水処理装置において、第1逆浸透膜工程直後の第1RO濃縮水の圧力が7MPa以上であり、半透膜処理工程(1段目膜モジュールユニット12)の前段で第1RO濃縮水を7MPa未満に減圧する減圧工程をさらに含むことが好ましい。このような構成の例を図7に示す。 In the water treatment method and water treatment device according to this embodiment, it is preferable that the pressure of the first RO concentrated water immediately after the first reverse osmosis membrane process is 7 MPa or more, and that the device further includes a depressurization process in which the first RO concentrated water is depressurized to less than 7 MPa before the semipermeable membrane treatment process (first-stage membrane module unit 12). An example of such a configuration is shown in FIG. 7.

図7の水処理装置7において、第1逆浸透膜処理装置100の濃縮水出口と1段目膜モジュールユニット12の各膜モジュールの第一空間入口とは、減圧手段である減圧バルブ118を介して第1RO濃縮水配管106により並列的に接続されている。それ以外の構成は、図1の水処理装置1と同様である。図2~図6、図10の水処理装置2~6,17において、減圧バルブ118が第1RO濃縮水配管106に設けられていてもよい。本構成によって、半透膜処理工程の前段で第1RO濃縮水を半透膜モジュールの耐圧上限である7MPa未満に減圧することができる。水処理装置7では、第1逆浸透膜処理装置100と1段目膜モジュールユニット12との間に加圧手段(ポンプ等)を備えず、第1逆浸透膜処理装置100の第1RO濃縮水は、加圧ポンプ26により加圧された圧力が減圧バルブ118によって減圧された後、1段目膜モジュールユニット12に直接通水されることが好ましい。なお、水処理装置7は、濃縮水槽22、ポンプ28、配管52を備えてもよいし、備えていなくてもよい。水処理装置7は、第1希釈水槽24、配管64を備えてもよいし、備えていなくてもよい。 In the water treatment device 7 of FIG. 7, the concentrated water outlet of the first reverse osmosis membrane treatment device 100 and the first space inlet of each membrane module of the first-stage membrane module unit 12 are connected in parallel by the first RO concentrated water pipe 106 via a pressure reducing valve 118, which is a pressure reducing means. The other configuration is the same as that of the water treatment device 1 of FIG. 1. In the water treatment devices 2 to 6, 17 of FIG. 2 to 6 and FIG. 10, the pressure reducing valve 118 may be provided in the first RO concentrated water pipe 106. With this configuration, the first RO concentrated water can be reduced in pressure to less than 7 MPa, which is the upper limit of the semipermeable membrane module pressure resistance, in the previous stage of the semipermeable membrane treatment process. In the water treatment device 7, no pressurizing means (pump, etc.) is provided between the first reverse osmosis membrane treatment device 100 and the first-stage membrane module unit 12, and the first RO concentrated water of the first reverse osmosis membrane treatment device 100 is preferably passed directly through the first-stage membrane module unit 12 after the pressure applied by the pressure pump 26 is reduced by the pressure reducing valve 118. The water treatment device 7 may or may not include a concentrated water tank 22, a pump 28, and a pipe 52. The water treatment device 7 may or may not include a first dilution water tank 24 and a pipe 64.

第1逆浸透膜工程直後の第1RO濃縮水の圧力は7MPa以上であることが好ましく、り、7MPa~12MPaの範囲であることがより好ましく、7MPa~10MPaの範囲であることがさらに好ましい。第1逆浸透膜工程直後の第1RO濃縮水の圧力が7MPaであると、効率よく高濃度に濃縮することができない場合があり、逆浸透膜の耐圧性等の点から上限は12MPaであることが好ましい。 The pressure of the first RO concentrated water immediately after the first reverse osmosis membrane process is preferably 7 MPa or more, more preferably in the range of 7 MPa to 12 MPa, and even more preferably in the range of 7 MPa to 10 MPa. If the pressure of the first RO concentrated water immediately after the first reverse osmosis membrane process is 7 MPa, it may not be possible to efficiently concentrate to a high concentration, so the upper limit is preferably 12 MPa in terms of the pressure resistance of the reverse osmosis membrane, etc.

半透膜モジュールの耐圧性等の点から、半透膜処理工程(1段目膜モジュールユニット12)の前段で第1RO濃縮水を7MPa未満に減圧するが好ましく、3.0MPa~6.9MPaの範囲に減圧することがより好ましい。 From the standpoint of the pressure resistance of the semipermeable membrane module, it is preferable to reduce the pressure of the first RO concentrated water to less than 7 MPa before the semipermeable membrane treatment process (first-stage membrane module unit 12), and it is more preferable to reduce the pressure to the range of 3.0 MPa to 6.9 MPa.

減圧手段としては、第1RO濃縮水を減圧することができればよく、特に制限はないが、減圧バルブ、オリフィス等が挙げられる。 The pressure reducing means is not particularly limited as long as it can reduce the pressure of the first RO concentrated water, but examples include a pressure reducing valve, an orifice, etc.

本実施形態に係る水処理方法および水処理装置において、希釈水を第2逆浸透膜に通水して第2RO透過水および第2RO濃縮水を得る第2逆浸透膜処理工程をさらに含んでもよい。このような構成の例を図8に示す。 The water treatment method and water treatment device according to this embodiment may further include a second reverse osmosis membrane treatment step in which the dilution water is passed through a second reverse osmosis membrane to obtain a second RO permeate and a second RO concentrate. An example of such a configuration is shown in FIG. 8.

図8の水処理装置8において、第1希釈水槽24の出口と第2逆浸透膜処理装置102の入口とは、ポンプ120を介して配管64により接続されている。第2逆浸透膜処理装置102の濃縮水出口には、第2RO濃縮水配管110が接続され、透過水出口には、第2RO透過水配管112が接続されている。それ以外の構成は、図1の水処理装置1と同様である。図2~図7、図10の水処理装置2~7,17において、第2逆浸透膜処理装置102が設けられていてもよい。水処理装置8は、濃縮水槽22、ポンプ28、配管52を備えてもよいし、備えていなくてもよい。水処理装置8は、第1希釈水槽24を備えてもよいし、備えていなくてもよい。この場合、配管62と配管64とを接続し、配管62または配管64にポンプ120が設置されていてもよいし、設置されていなくてもよい。 In the water treatment device 8 of FIG. 8, the outlet of the first dilution water tank 24 and the inlet of the second reverse osmosis membrane treatment device 102 are connected by a pipe 64 via a pump 120. The second RO concentrated water pipe 110 is connected to the concentrated water outlet of the second reverse osmosis membrane treatment device 102, and the second RO permeate pipe 112 is connected to the permeate outlet. The other configuration is the same as that of the water treatment device 1 of FIG. 1. The second reverse osmosis membrane treatment device 102 may be provided in the water treatment devices 2 to 7 and 17 of FIG. 2 to 7 and FIG. 10. The water treatment device 8 may or may not include the concentrated water tank 22, the pump 28, and the pipe 52. The water treatment device 8 may or may not include the first dilution water tank 24. In this case, the pipe 62 and the pipe 64 are connected, and the pump 120 may or may not be installed in the pipe 62 or the pipe 64.

希釈水の少なくとも一部は、ポンプ120によって配管64を通して第2逆浸透膜処理装置102へ送液され、第2逆浸透膜処理装置102において、逆浸透膜処理が行われて第2RO濃縮水および第2RO透過水が得られる(第2逆浸透膜処理工程)。第2逆浸透膜処理装置102により得られた第2RO透過水は、第2RO透過水配管112を通して系外へ排出される。逆浸透膜処理により得られた第3RO濃縮水は、第2RO濃縮水配管110を通して系外へ排出されてもよいし、被処理水槽10に送液され、被処理水槽10において被処理水と混合されてもよい。本構成によって、希釈水を第2RO透過水として再利用することができる。 At least a portion of the dilution water is sent by the pump 120 through the pipe 64 to the second reverse osmosis membrane treatment device 102, where reverse osmosis membrane treatment is performed to obtain second RO concentrated water and second RO permeate water (second reverse osmosis membrane treatment process). The second RO permeate water obtained by the second reverse osmosis membrane treatment device 102 is discharged outside the system through the second RO permeate water pipe 112. The third RO concentrated water obtained by the reverse osmosis membrane treatment may be discharged outside the system through the second RO concentrated water pipe 110, or may be sent to the water tank 10 to be treated and mixed with the water tank 10. With this configuration, the dilution water can be reused as the second RO permeate water.

本実施形態に係る水処理方法および水処理装置において、第1RO透過水および第2RO透過水の少なくとも1つを第3逆浸透膜に通水して第3RO透過水および第3RO濃縮水を得る第3逆浸透膜処理工程をさらに含んでもよい。このような構成の例を図9に示す。 The water treatment method and water treatment device according to this embodiment may further include a third reverse osmosis membrane treatment step in which at least one of the first RO permeate and the second RO permeate is passed through a third reverse osmosis membrane to obtain a third RO permeate and a third RO concentrated water. An example of such a configuration is shown in FIG. 9.

図9の水処理装置9において、第1逆浸透膜処理装置100の透過水出口と第3逆浸透膜処理装置104の入口とは、第1RO透過水配管108により接続されている。第3逆浸透膜処理装置104の濃縮水出口には、第3RO濃縮水配管114が接続され、透過水出口には、第3RO透過水配管116が接続されている。それ以外の構成は、図1の水処理装置1と同様である。図2~図8、図10の水処理装置2~8,17において、第3逆浸透膜処理装置104が設けられていてもよい。なお、水処理装置9は、濃縮水槽22、ポンプ28、配管52を備えてもよいし、備えていなくてもよい。水処理装置9は、第1希釈水槽24、配管64を備えてもよいし、備えていなくてもよい。 In the water treatment device 9 of FIG. 9, the permeate outlet of the first reverse osmosis membrane treatment device 100 and the inlet of the third reverse osmosis membrane treatment device 104 are connected by the first RO permeate pipe 108. The concentrated water outlet of the third reverse osmosis membrane treatment device 104 is connected to the third RO concentrated water pipe 114, and the permeate outlet is connected to the third RO permeate pipe 116. The rest of the configuration is the same as that of the water treatment device 1 of FIG. 1. The third reverse osmosis membrane treatment device 104 may be provided in the water treatment devices 2 to 8 and 17 of FIGS. 2 to 8 and 10. The water treatment device 9 may or may not include the concentrated water tank 22, the pump 28, and the pipe 52. The water treatment device 9 may or may not include the first dilution water tank 24 and the pipe 64.

第1RO透過水の少なくとも一部は、第1RO透過水配管108を通して第3逆浸透膜処理装置104へ送液され、第3逆浸透膜処理装置104において、逆浸透膜処理が行われて第3RO濃縮水および第3RO透過水が得られる(第3逆浸透膜処理工程)。第3逆浸透膜処理装置104により得られた第3RO透過水は、第3RO透過水配管116を通して系外へ排出される。逆浸透膜処理により得られた第3RO濃縮水は、第3RO濃縮水配管114を通して系外へ排出されてもよいし、被処理水槽10に送液され、被処理水槽10において被処理水と混合されてもよい。本構成によって、第3RO透過水を再利用することができる。 At least a portion of the first RO permeate is sent to the third reverse osmosis membrane treatment device 104 through the first RO permeate pipe 108, where reverse osmosis membrane treatment is performed to obtain third RO concentrated water and third RO permeate (third reverse osmosis membrane treatment process). The third RO permeate obtained by the third reverse osmosis membrane treatment device 104 is discharged outside the system through the third RO permeate pipe 116. The third RO concentrated water obtained by the reverse osmosis membrane treatment may be discharged outside the system through the third RO concentrated water pipe 114, or may be sent to the water tank 10 and mixed with the water to be treated in the water tank 10. With this configuration, the third RO permeate can be reused.

図8の水処理装置8において、第2RO透過水を逆浸透膜に通水してRO透過水およびRO濃縮水を得る逆浸透膜処理工程をさらに含んでもよい。 The water treatment device 8 in FIG. 8 may further include a reverse osmosis membrane treatment step in which the second RO permeate is passed through a reverse osmosis membrane to obtain RO permeate and RO concentrated water.

膜モジュールが備える半透膜15としては、例えば、逆浸透膜(RO膜)、正浸透膜(FO膜)、ナノろ過膜(NF膜)等の半透膜が挙げられる。半透膜は、逆浸透膜、正浸透膜、ナノろ過膜が好ましい。なお、半透膜として逆浸透膜または正浸透膜、ナノろ過膜を用いる場合、第一空間11の対象溶液の圧力は、好ましくは0.5~10.0MPaである。 The semipermeable membrane 15 provided in the membrane module may be, for example, a reverse osmosis membrane (RO membrane), a forward osmosis membrane (FO membrane), a nanofiltration membrane (NF membrane), or the like. The semipermeable membrane is preferably a reverse osmosis membrane, a forward osmosis membrane, or a nanofiltration membrane. When a reverse osmosis membrane, a forward osmosis membrane, or a nanofiltration membrane is used as the semipermeable membrane, the pressure of the target solution in the first space 11 is preferably 0.5 to 10.0 MPa.

半透膜15を構成する材料としては、特に限定されないが、例えば、酢酸セルロース系樹脂等のセルロース系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂等のポリスルホン系樹脂、ポリアミド系樹脂等が挙げられる。半透膜15を構成する材料は、酢酸セルロース系樹脂であることが好ましい。 The material constituting the semipermeable membrane 15 is not particularly limited, but examples thereof include cellulose-based resins such as cellulose acetate-based resins, polysulfone-based resins such as polyethersulfone-based resins, polyamide-based resins, etc. The material constituting the semipermeable membrane 15 is preferably a cellulose acetate-based resin.

半透膜15の形状としては、平膜、中空糸膜、スパイラル膜等が挙げられる。 The shape of the semipermeable membrane 15 can be a flat membrane, a hollow fiber membrane, a spiral membrane, etc.

被処理水は、全溶解固形成分(TDS)等の物質を含む水であればよく、特に制限はないが、例えば、工場排水、塩水、海水、薬品廃液、逆浸透膜処理後の濃縮排水等が挙げられる。本実施形態に係る水処理方法および水処理装置は、被処理水のTDS(全溶解固形成分)濃度が、例えば、50000mg/L以上である場合に、好ましくは60000mg/L以上である場合に、より好ましくは100000mg/L以上である場合に、好適に適用可能である。TDS(全溶解固形成分)は、例えば、塩化ナトリウム等の塩化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム等の硫酸塩等を成分とする。 The water to be treated may be any water containing substances such as total dissolved solids (TDS), and is not particularly limited. Examples include industrial wastewater, salt water, seawater, chemical wastewater, and concentrated wastewater after reverse osmosis membrane treatment. The water treatment method and water treatment device according to this embodiment are suitable for use when the TDS (total dissolved solids) concentration of the water to be treated is, for example, 50,000 mg/L or more, preferably 60,000 mg/L or more, and more preferably 100,000 mg/L or more. TDS (total dissolved solids) is composed of, for example, chlorides such as sodium chloride, carbonates such as calcium carbonate and magnesium carbonate, and sulfates such as calcium sulfate and magnesium sulfate.

本実施形態に係る水処理方法および水処理装置は、第1RO濃縮水の硫酸イオン濃度が20000mg/L以上であり、ナトリウムイオンおよびアンモニウムイオンのうち少なくとも1つの濃度が10000mg/L以上である場合に、好適に適用可能である。第1RO濃縮水の硫酸イオン濃度は、40000mg/L以上であることが好ましく、40000~250000mg/Lの範囲であることがより好ましい。第1RO濃縮水のナトリウムイオンおよびアンモニウムイオンのうち少なくとも1つの濃度は、20000mg/L以上であることが好ましく、20000~100000mg/Lの範囲であることがより好ましい。 The water treatment method and water treatment device according to this embodiment are preferably applicable when the sulfate ion concentration of the first RO concentrated water is 20,000 mg/L or more, and the concentration of at least one of the sodium ions and ammonium ions is 10,000 mg/L or more. The sulfate ion concentration of the first RO concentrated water is preferably 40,000 mg/L or more, and more preferably in the range of 40,000 to 250,000 mg/L. The concentration of at least one of the sodium ions and ammonium ions of the first RO concentrated water is preferably 20,000 mg/L or more, and more preferably in the range of 20,000 to 100,000 mg/L.

1,2,3,4,5,6,7,8,9,17 水処理装置、10 被処理水槽、11 第一空間、12 1段目膜モジュールユニット、13 第二空間、14 2段目膜モジュールユニット、15 半透膜、16 3段目膜モジュールユニット、18 4段目膜モジュールユニット、20 5段目膜モジュールユニット、22 濃縮水槽、24 第1希釈水槽、26 加圧ポンプ、28,120 ポンプ、30 第1インバーター、32,86,87 バルブ、34 第1流量測定装置、36 第2流量測定装置、38,40,42,44,46,48,50,52,54,56,58,60,62,64、76,78,88,90,91,92,94 配管、66 制御装置、68 第2希釈水槽、70,80 第2加圧ポンプ、72,82 第2インバーター、74,84 第3流量測定装置、100 第1逆浸透膜装置、102 第2逆浸透膜装置、104 第3逆浸透膜装置、106 第1RO濃縮水配管、108 第1RO透過水配管、110 第2RO濃縮水配管、112 第2RO透過水配管、114 第3RO濃縮水配管、116 第3RO透過水配管、118 減圧バルブ。 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 17 Water treatment device, 10 Water tank to be treated, 11 First space, 12 First stage membrane module unit, 13 Second space, 14 Second stage membrane module unit, 15 Semipermeable membrane, 16 Third stage membrane module unit, 18 Fourth stage membrane module unit, 20 Fifth stage membrane module unit, 22 Concentrated water tank, 24 First dilution water tank, 26 Pressure pump, 28, 120 Pump, 30 First inverter, 32, 86, 87 Valve, 34 First flow rate measuring device, 36 Second flow rate measuring device, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60, 62, 64, 76, 78, 88, 90, 91, 92, 94 Piping, 66 Control device, 68 Second dilution water tank, 70, 80 Second pressure pump, 72, 82 Second inverter, 74, 84 Third flow rate measuring device, 100 First reverse osmosis membrane device, 102 Second reverse osmosis membrane device, 104 Third reverse osmosis membrane device, 106 First RO concentrated water pipe, 108 First RO permeate water pipe, 110 Second RO concentrated water pipe, 112 Second RO permeate water pipe, 114 Third RO concentrated water pipe, 116 Third RO permeate water pipe, 118 Pressure reducing valve.

Claims (10)

全溶解固形成分を含む被処理水を0.1MPa以上に加圧する加圧工程と、
前記加圧された被処理水を第1逆浸透膜に通水して第1RO透過水および第1RO濃縮水を得る第1逆浸透膜処理工程と、
半透膜で仕切られた第一空間と第二空間とを有する半透膜モジュールを用いて、前記第1RO濃縮水を前記第一空間に通水し、前記加圧工程での加圧により前記第一空間を加圧して前記第1RO濃縮水に含まれる水を前記半透膜を透過させることによって濃縮水を得るとともに、前記第二空間に、前記第1RO濃縮水の一部または前記濃縮水の少なくとも一部を通水して希釈水を得る半透膜処理工程と、
前記濃縮水の流量および前記希釈水の流量を測定し、前記濃縮水の流量の測定値および前記希釈水の流量の測定値に基づく被処理水の回収率(回収率=前記希釈水の流量の測定値/(前記濃縮水の流量の測定値+前記希釈水の流量の測定値)×100)一定となるように前記第1RO濃縮水の流量を自動で調整する流量調整工程と、
を含むことを特徴とする水処理方法。
A pressurizing step of pressurizing the water to be treated containing total dissolved solid components to 0.1 MPa or more;
a first reverse osmosis membrane treatment step of passing the pressurized water through a first reverse osmosis membrane to obtain a first RO permeate and a first RO concentrate;
a semipermeable membrane treatment step in which, using a semipermeable membrane module having a first space and a second space separated by a semipermeable membrane, the first RO concentrate is passed through the first space, and the first space is pressurized by pressurization in the pressurization step to cause water contained in the first RO concentrate to permeate through the semipermeable membrane to obtain concentrated water, and a part of the first RO concentrate or at least a part of the concentrate is passed through the second space to obtain dilution water;
A flow rate adjusting step of automatically adjusting the flow rate of the first RO concentrated water so that a recovery rate of the treated water based on the measured flow rate of the concentrated water and the measured flow rate of the dilution water (recovery rate = measured flow rate of the dilution water / (measured flow rate of the concentrated water + measured flow rate of the dilution water) x 100) is constant ;
A water treatment method comprising the steps of:
全溶解固形成分を含む被処理水を0.1MPa以上に加圧する加圧工程と、
前記加圧された被処理水を第1逆浸透膜に通水して第1RO透過水および第1RO濃縮水を得る第1逆浸透膜処理工程と、
半透膜で仕切られた第一空間と第二空間とを有する、複数段に接続された半透膜モジュールを用いて、前記第1RO濃縮水を第1段の半透膜モジュールの第一空間に通水し、前記加圧工程での加圧により前記第一空間を加圧して前記第1RO濃縮水に含まれる水を前記半透膜を透過させることによって濃縮水を得て、その濃縮水をさらに次段以降の半透膜モジュールを用いて濃縮水を得るとともに、各段の半透膜モジュールの第二空間に、前記第1RO透過水の一部または前記濃縮水の少なくとも一部または他の半透膜モジュールから得られる希釈水の少なくとも一部を通水して希釈水を得る半透膜処理工程と、
前記濃縮水の流量および前記希釈水の流量を測定し、前記濃縮水の流量の測定値および前記希釈水の流量の測定値に基づく被処理水の回収率(回収率=前記希釈水の流量の測定値/(前記濃縮水の流量の測定値+前記希釈水の流量の測定値)×100)一定となるように前記第1RO濃縮水の流量を自動で調整する流量調整工程と、
を含むことを特徴とする水処理方法。
A pressurizing step of pressurizing the water to be treated containing total dissolved solid components to 0.1 MPa or more;
a first reverse osmosis membrane treatment step of passing the pressurized water through a first reverse osmosis membrane to obtain a first RO permeate and a first RO concentrate;
a semipermeable membrane treatment step in which the first RO concentrate is passed through a first space of a first-stage semipermeable membrane module using a semipermeable membrane module connected in a plurality of stages, the first space being pressurized in the pressurizing step to cause the water contained in the first RO concentrate to permeate through the semipermeable membrane, and the concentrate is further obtained using a semipermeable membrane module in a subsequent stage or later to obtain concentrate, and dilution water is obtained by passing a portion of the first RO permeate, at least a portion of the concentrate, or at least a portion of dilution water obtained from another semipermeable membrane module through a second space of the semipermeable membrane module in each stage;
A flow rate adjusting step of automatically adjusting the flow rate of the first RO concentrated water so that a recovery rate of the treated water based on the measured flow rate of the concentrated water and the measured flow rate of the dilution water (recovery rate = measured flow rate of the dilution water / (measured flow rate of the concentrated water + measured flow rate of the dilution water) x 100) is constant ;
A water treatment method comprising the steps of:
請求項1または2に記載の水処理方法であって、
前記第1逆浸透膜は、膜面有効圧力1MPa、25℃条件下において、0.2~0.7m/m/dayの範囲の純水透過流束を有し、かつ標準運転圧力におけるNaCl除去率(NaCl 32,000mg/Lの条件における)99.5%以上の特性を有することを特徴とする水処理方法。
The water treatment method according to claim 1 or 2,
The water treatment method is characterized in that the first reverse osmosis membrane has a pure water permeation flux in the range of 0.2 to 0.7 m3 / m2 /day under conditions of a membrane surface effective pressure of 1 MPa and 25°C, and has a NaCl removal rate (under conditions of NaCl 32,000 mg/L) of 99.5% or more at standard operating pressure.
請求項1~3のいずれか1項に記載の水処理方法であって、
前記第1逆浸透膜工程直後の前記第1RO濃縮水の圧力が7MPa以上であり、前記半透膜処理工程の前段で前記第1RO濃縮水を7MPa未満に減圧する減圧工程をさらに含むことを特徴とする水処理方法。
The water treatment method according to any one of claims 1 to 3,
The water treatment method is characterized in that the pressure of the first RO concentrated water immediately after the first reverse osmosis membrane process is 7 MPa or more, and further comprises a depressurization process of depressurizing the first RO concentrated water to less than 7 MPa prior to the semipermeable membrane treatment process.
請求項1~4のいずれか1項に記載の水処理方法であって、
前記希釈水を第2逆浸透膜に通水して第2RO透過水および第2RO濃縮水を得る第2逆浸透膜処理工程をさらに含むことを特徴とする水処理方法。
The water treatment method according to any one of claims 1 to 4,
The water treatment method further comprises a second reverse osmosis membrane treatment step of passing the dilution water through a second reverse osmosis membrane to obtain a second RO permeate and a second RO concentrate.
全溶解固形成分を含む被処理水を0.1MPa以上に加圧する加圧手段と、
前記加圧された被処理水を第1逆浸透膜に通水して第1RO透過水および第1RO濃縮水を得る第1逆浸透膜処理手段と、
半透膜で仕切られた第一空間と第二空間とを有する半透膜モジュールを用いて、前記第1RO濃縮水を前記第一空間に通水し、前記加圧手段による加圧により前記第一空間を加圧して前記第1RO濃縮水に含まれる水を前記半透膜を透過させることによって濃縮水を得るとともに、前記第二空間に、前記第1RO濃縮水の一部または前記濃縮水の少なくとも一部を通水して希釈水を得る半透膜処理手段と、
前記濃縮水の流量および前記希釈水の流量を測定し、前記濃縮水の流量の測定値および前記希釈水の流量の測定値に基づく被処理水の回収率(回収率=前記希釈水の流量の測定値/(前記濃縮水の流量の測定値+前記希釈水の流量の測定値)×100)一定となるように前記第1RO濃縮水の流量を自動で調整する流量調整手段と、
を備えることを特徴とする水処理装置。
A pressurizing means for pressurizing the water to be treated containing total dissolved solid components to 0.1 MPa or more;
a first reverse osmosis membrane treatment means for passing the pressurized water to be treated through a first reverse osmosis membrane to obtain a first RO permeate and a first RO concentrate;
a semipermeable membrane treatment means for using a semipermeable membrane module having a first space and a second space separated by a semipermeable membrane, passing the first RO concentrate through the first space, pressurizing the first space by pressurizing with the pressurizing means to cause water contained in the first RO concentrate to permeate through the semipermeable membrane to obtain concentrated water, and passing a part of the first RO concentrate or at least a part of the concentrate through the second space to obtain dilution water;
a flow rate adjusting means for automatically adjusting the flow rate of the first RO concentrated water so that a recovery rate of the treated water (recovery rate = measured value of the dilution water flow rate / (measured value of the concentrated water flow rate + measured value of the dilution water flow rate) x 100) based on the measured value of the concentrated water flow rate and the measured value of the dilution water flow rate is constant ;
A water treatment device comprising:
全溶解固形成分を含む被処理水を0.1MPa以上に加圧する加圧手段と、
前記加圧された被処理水を第1逆浸透膜に通水して第1RO透過水および第1RO濃縮水を得る第1逆浸透膜処理手段と、
半透膜で仕切られた第一空間と第二空間とを有する、複数段に接続された半透膜モジュールを用いて、前記第1RO濃縮水を第1段の半透膜モジュールの第一空間に通水し、前記加圧手段による加圧により前記第一空間を加圧して前記第1RO濃縮水に含まれる水を前記半透膜を透過させることによって濃縮水を得て、その濃縮水をさらに次段以降の半透膜モジュールを用いて濃縮水を得るとともに、各段の半透膜モジュールの第二空間に、前記第1RO透過水の一部または前記濃縮水の少なくとも一部または他の半透膜モジュールから得られる希釈水の少なくとも一部を通水して希釈水を得る半透膜処理手段と、
前記濃縮水の流量および前記希釈水の流量を測定し、前記濃縮水の流量の測定値および前記希釈水の流量の測定値に基づく被処理水の回収率(回収率=前記希釈水の流量の測定値/(前記濃縮水の流量の測定値+前記希釈水の流量の測定値)×100)一定となるように前記第1RO濃縮水の流量を自動で調整する流量調整手段と、
を備えることを特徴とする水処理装置。
A pressurizing means for pressurizing the water to be treated containing total dissolved solid components to 0.1 MPa or more;
a first reverse osmosis membrane treatment means for passing the pressurized water to be treated through a first reverse osmosis membrane to obtain a first RO permeate and a first RO concentrate;
a semipermeable membrane treatment means for using a semipermeable membrane module connected in a plurality of stages, each having a first space and a second space separated by a semipermeable membrane, passing the first RO concentrate through the first space of the semipermeable membrane module in the first stage, pressurizing the first space by the pressurizing means to cause the water contained in the first RO concentrate to permeate through the semipermeable membrane, thereby obtaining concentrated water, and further obtaining concentrated water from the concentrated water using a semipermeable membrane module in the next stage or later, and passing a part of the first RO permeate, at least a part of the concentrated water, or at least a part of dilution water obtained from another semipermeable membrane module through the second space of the semipermeable membrane module in each stage to obtain dilution water;
a flow rate adjusting means for automatically adjusting the flow rate of the first RO concentrated water so that a recovery rate of the treated water (recovery rate = measured value of the dilution water flow rate / (measured value of the concentrated water flow rate + measured value of the dilution water flow rate) x 100) based on the measured value of the concentrated water flow rate and the measured value of the dilution water flow rate is constant ;
A water treatment device comprising:
請求項6または7に記載の水処理装置であって、
前記第1逆浸透膜は、膜面有効圧力1MPa、25℃条件下において、0.2~0.7m/m/dayの範囲の純水透過流束を有し、かつ標準運転圧力におけるNaCl除去率(NaCl 32,000mg/Lの条件における)99.5%以上の特性を有することを特徴とする水処理装置。
The water treatment device according to claim 6 or 7,
The water treatment device is characterized in that the first reverse osmosis membrane has a pure water permeation flux in the range of 0.2 to 0.7 m3 / m2 /day under conditions of a membrane surface effective pressure of 1 MPa and 25°C, and has a NaCl removal rate of 99.5% or more (under conditions of NaCl 32,000 mg/L) at standard operating pressure.
請求項6~8のいずれか1項に記載の水処理装置であって、
前記第1逆浸透膜手段直後の前記第1RO濃縮水の圧力が7MPa以上であり、前記半透膜処理手段の前段で前記第1RO濃縮水を7MPa未満に減圧する減圧手段をさらに備えることを特徴とする水処理装置。
The water treatment device according to any one of claims 6 to 8,
The water treatment device is characterized in that the pressure of the first RO concentrated water immediately after the first reverse osmosis membrane means is 7 MPa or more, and further comprises a pressure reducing means for reducing the pressure of the first RO concentrated water to less than 7 MPa upstream of the semipermeable membrane treatment means.
請求項6~9のいずれか1項に記載の水処理装置であって、
前記希釈水を第2逆浸透膜に通水して第2RO透過水および第2RO濃縮水を得る第2逆浸透膜処理手段をさらに備えることを特徴とする水処理装置。
The water treatment device according to any one of claims 6 to 9,
The water treatment device further comprises a second reverse osmosis membrane treatment means for passing the dilution water through a second reverse osmosis membrane to obtain a second RO permeate and a second RO concentrate.
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