特開 2020-44519 逆浸透処理装置及び逆浸透処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-44519(P2020-44519A)

(43)【公開日】2020年3月26日

(54)【発明の名称】逆浸透処理装置及び逆浸透処理方法

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/44 20060101AFI20200303BHJP

   B01D 61/08 20060101ALI20200303BHJP

   B01D 61/58 20060101ALI20200303BHJP

   C02F 1/76 20060101ALI20200303BHJP

   C02F 1/50 20060101ALI20200303BHJP

【ＦＩ】

   C02F1/44 C

   B01D61/08

   B01D61/58

   C02F1/76 A

   C02F1/50 510A

   C02F1/50 520B

   C02F1/50 520F

   C02F1/50 520P

   C02F1/50 531M

   C02F1/50 531P

   C02F1/50 510C

   C02F1/50 550B

   C02F1/50 550C

   C02F1/50 550H

   C02F1/50 550L

   C02F1/50 560E

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2018-176639(P2018-176639)

(22)【出願日】2018年9月20日

(71)【出願人】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】宮川 浩樹

(72)【発明者】

【氏名】福▲崎▼ 康司

【テーマコード（参考）】

4D006

4D050

【Ｆターム（参考）】

4D006GA03

4D006HA01

4D006HA21

4D006HA62

4D006JA04Z

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4D006KA02

4D006KA03

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4D006KA45

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4D006KA55

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4D006KA62

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4D006KB13

4D006KB14

4D006KB21

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4D006KD30

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4D006KE15P

4D006KE15Q

4D006KE30P

4D006MA01

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4D006PC80

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4D050AA06

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4D050BD08

4D050CA09

4D050CA13

4D050CA15

4D050CA16

4D050CA17

(57)【要約】

【課題】逆浸透膜を大きく劣化させることなく逆浸透膜のファウリングを抑制して、ＴＤＳが高い被処理水を安定的に逆浸透処理することができる逆浸透処理装置及び逆浸透処理方法を提供する。
【解決手段】逆浸透処理装置１は、被処理水を一次処理して第１透過水と第１濃縮水とに分離する第１逆浸透膜モジュールバンク１０と、第１透過水を二次処理して第２透過水と第２濃縮水とに分離する第２逆浸透膜モジュールバンク２０と、第２濃縮水を第１逆浸透膜モジュールバンク１０の一次側に返送する返送管２４０とを備え、返送管２４０は、配管内に薬剤を注入するための１以上の薬注部（Ｉ，ＩＩ）を有する。または、第２透過水を逆浸透膜モジュールバンクに返送する返送管に薬注部を設ける。逆浸透処理方法は、逆浸透膜モジュールバンクに返送される水に、塩素系殺菌剤又は塩素系殺菌剤の前駆物質を注入するものである。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被処理水を逆浸透により一次処理して第１透過水と第１濃縮水とに分離する第１逆浸透膜モジュールバンクと、
前記第１透過水を逆浸透により二次処理して第２透過水と第２濃縮水とに分離する第２逆浸透膜モジュールバンクと、
前記第２濃縮水を前記第１逆浸透膜モジュールバンクの一次側に返送する第２濃縮水返送管と、を備え、
前記第２濃縮水返送管は、配管内に薬剤を注入するための１以上の薬注部を有する逆浸透処理装置。

【請求項2】

被処理水を逆浸透により一次処理して第１透過水と第１濃縮水とに分離する第１逆浸透膜モジュールバンクと、
前記第１透過水を逆浸透により二次処理して第２透過水と第２濃縮水とに分離する第２逆浸透膜モジュールバンクと、
前記第２透過水を前記第１逆浸透膜モジュールバンクの一次側に返送する第２透過水返送管と、を備え、
前記第２透過水返送管は、配管内に薬剤を注入するための１以上の薬注部を有する逆浸透処理装置。

【請求項3】

被処理水を逆浸透処理して透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜モジュールバンクと、
前記透過水を前記逆浸透膜モジュールバンクの一次側に返送する透過水返送管と、を備え、
前記透過水返送管は、配管内に薬剤を注入するための１以上の薬注部を有する逆浸透処理装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の逆浸透処理装置であって、
前記薬注部には、塩素系殺菌剤又は塩素系殺菌剤の前駆物質が連続的又は間欠的に注入される逆浸透処理装置。

【請求項5】

請求項４に記載の逆浸透処理装置であって、
前記薬注部を有する配管が、前記薬注部の下流に、ラインミキサを備える逆浸透処理装置。

【請求項6】

請求項４に記載の逆浸透処理装置であって、
前記薬注部を有する配管が、前記薬注部の下流に、遊離塩素を検出するための水質センサを備える逆浸透処理装置。

【請求項7】

請求項４に記載の逆浸透処理装置であって、
前記薬注部を有する配管が、前記薬注部の下流に、遊離塩素が残留している水を排水するための排水管を備える逆浸透処理装置。

【請求項8】

被処理水を逆浸透により一次処理して第１透過水と第１濃縮水とに分離し、
前記第１透過水を逆浸透により二次処理して第２透過水と第２濃縮水とに分離し、
前記第２濃縮水を前記被処理水に返送しながら前記被処理水を逆浸透処理する逆浸透処理方法において、
前記被処理水に返送される前記第２濃縮水に、塩素系殺菌剤又は塩素系殺菌剤の前駆物質を連続的又は間欠的に注入する逆浸透処理方法。

【請求項9】

被処理水を逆浸透により一次処理して第１透過水と第１濃縮水とに分離し、
前記第１透過水を逆浸透により二次処理して第２透過水と第２濃縮水とに分離し、
前記第２透過水を前記被処理水に返送しながら前記被処理水を逆浸透処理する逆浸透処理方法において、
前記被処理水に返送される前記第２透過水に、塩素系殺菌剤又は塩素系殺菌剤の前駆物質を連続的又は間欠的に注入する逆浸透処理方法。

【請求項10】

被処理水を逆浸透処理して透過水と濃縮水とに分離し、
前記透過水を前記被処理水に返送しながら前記被処理水を逆浸透処理する逆浸透処理方法において、
前記被処理水に返送される前記透過水に、塩素系殺菌剤又は塩素系殺菌剤の前駆物質を連続的又は間欠的に注入する逆浸透処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、海水等の鹹水を逆浸透により脱塩して脱塩水を造水する逆浸透処理装置及び逆浸透処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

鹹水を逆浸透の原理で脱塩する逆浸透処理装置が、海水の淡水化、排水の再利用、純水の製造等の種々の分野で利用されている。逆浸透処理装置としては、円筒型の逆浸透膜モジュールを備える装置が一般的に用いられている。逆浸透処理装置は、複数個の逆浸透膜モジュールが並列に連結された逆浸透膜モジュールバンクや、複数個の逆浸透膜モジュールバンクが直列に連結された逆浸透膜ユニット等で構成されている。

【0003】

円筒型の逆浸透膜モジュールは、円筒形状の圧力容器の内部に、多数の逆浸透膜エレメントを収納している。一般に、逆浸透膜エレメントは、袋状の逆浸透膜が集水配管の周囲にスパイラル状に巻回された構造を有している。複数の逆浸透膜エレメントが、円筒形状の圧力容器の内部に、直列状に配列して収納されている。

【0004】

円筒型の逆浸透膜モジュールによると、逆浸透膜によるクロスフロー濾過方式で逆浸透処理が行われる。逆浸透圧をかけられた被処理水が圧力容器の一端から導入されると、逆浸透膜の二次側に脱塩された水が透過し、透過水として回収される。一方、逆浸透膜の一次側に塩分が残り、塩分が濃縮された濃縮水が圧力容器の他端から排出される。

【0005】

従来、鹹水を逆浸透により一次処理する第１パスと、第１パスで分離された透過水を逆浸透により二次処理する第２パスと、を備える２パス型の逆浸透処理装置が知られている。２パス型の逆浸透処理装置では、ＴＤＳ（Total Dissolved Solid：総溶解固形分、全蒸発残留物）が高い第１パスの被処理水に、ＴＤＳが低い第２パスの濃縮水が返送されることがある。第１パスの被処理水を、廃物である第２パスの濃縮水で希釈して、省エネルギ化や環境負荷の低減を図っている。

【0006】

逆浸透膜モジュールに内蔵された逆浸透膜は、微生物の繁殖が原因で、ファウリングを生じることが知られている。配管内や逆浸透膜に微生物が付着して増殖すると、バイオフィルムが形成される。逆浸透膜にバイオフィルムが堆積すると、逆浸透膜が目詰まりを生じ、運転圧力が増大したり、膜性能が低下したりするため、逆浸透膜モジュールの物理洗浄、殺菌剤を添加した通水等が行われている。

【0007】

水処理の分野では、殺菌剤として、次亜塩素酸ナトリウムが広く使用されている。しかし、次亜塩素酸ナトリウム等の遊離塩素系薬剤は、逆浸透膜の材料として一般的なポリアミドを分解し、逆浸透膜を劣化させる。そのため、従来、配管や逆浸透膜モジュールの殺菌・洗浄には、結合塩素を有するクロラミンが多用されている。遊離塩素系薬剤を使用する場合、被処理水に注入した後、逆浸透膜に到達する以前に、還元剤で無害化している。

【0008】

特許文献１には、遊離塩素を含む被処理水にアンモニウムイオンを添加する処理方法が開示されている。この処理方法によると、遊離塩素とアンモニウムイオンとの反応によってクロラミンが生成されている。

【0009】

また、特許文献２には、半透膜で処理する前の被処理水にクロラミンを添加する造水方法が開示されている。この造水方法では、遊離塩素含有液とアンモニウム塩とを別に被処理水に添加してクロラミンを生成させたり、被処理水がアンモニア含有水である場合、遊離塩素含有液のみを添加したりしている（段落００１７参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開平１−１０４３１０号公報

【特許文献2】特開２０１５−１８６７７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

クロラミンは、次亜塩素酸ナトリウム等の遊離塩素系薬剤と比較すると、殺菌力は弱いものの、逆浸透膜の材料として一般的なポリアミドを分解し難い薬剤である。そのため、クロラミンを添加した被処理水を通水すると、逆浸透膜を大きく劣化させることなく、逆浸透膜モジュールや配管を殺菌・洗浄することができる。クロラミンは、逆浸透膜に到達する前に無害化する必要がないため、逆浸透処理を続けながら逆浸透膜のファウリングを予防することができる。

【0012】

しかし、クロラミンは、臭化物イオンの存在下において、ブロモアミンを生成することがある。ブロモアミンはポリアミド等を分解する作用が強いため、クロラミンを添加する被処理水に高濃度の臭化物イオンが含まれていると、逆浸透膜の劣化が進行してしまう。被処理水のＴＤＳが高く、臭化物イオンのような強酸化剤を発生させる成分が高濃度に含まれている場合であっても、逆浸透膜の膜性能を損なわず殺菌・洗浄することができる技術が求められている。

【0013】

また、クロラミンは、薬注時までの保管に課題を抱えている。高濃度のクロラミンは、化学的に不安定であり、保管中に殺菌力が低下するため、薬注時まで、低い濃度で保管する必要がある。しかし、殺菌・洗浄に必要なクロラミンを低濃度で用意する場合、大型の保管用設備が必要になるため、クロラミンの使用が制約される事態を生じている。

【0014】

特許文献１，２に記載されているように、被処理水中でクロラミンを生成させる方法を用いると、このような保管上の問題を軽減することができる。しかし、被処理水のＴＤＳが高い場合には、クロラミンの前駆物質を注入したときに、ブロモアミンのような目的外の物質を生じたり、クロラミンの生成が十分に進まず、未反応の遊離塩素が残留したりするため、逆浸透膜の劣化が進行してしまう。

【0015】

そこで、本発明は、逆浸透膜を大きく劣化させることなく逆浸透膜のファウリングを抑制して、ＴＤＳが高い被処理水を安定的に逆浸透処理することができる逆浸透処理装置及び逆浸透処理方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0016】

前記課題を解決するために本発明に係る逆浸透処理装置は、被処理水を逆浸透により一次処理して第１透過水と第１濃縮水とに分離する第１逆浸透膜モジュールバンクと、前記第１透過水を逆浸透により二次処理して第２透過水と第２濃縮水とに分離する第２逆浸透膜モジュールバンクと、前記第２濃縮水を前記第１逆浸透膜モジュールバンクの一次側に返送する第２濃縮水返送管、又は、前記第２透過水を前記第１逆浸透膜モジュールバンクの一次側に返送する第２透過水返送管と、を備え、前記第２濃縮水返送管、又は、前記第２透過水返送管は、配管内に薬剤を注入するための１以上の薬注部を有する。または、被処理水を逆浸透処理して透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜モジュールバンクと、前記透過水を前記逆浸透膜モジュールバンクの一次側に返送する透過水返送管と、を備え、前記透過水返送管は、配管内に薬剤を注入するための１以上の薬注部を有する。

【0017】

また、本発明に係る逆浸透処理方法は、被処理水を逆浸透により一次処理して第１透過水と第１濃縮水とに分離し、前記第１透過水を逆浸透により二次処理して第２透過水と第２濃縮水とに分離し、前記第２濃縮水、又は、前記第２透過水を、前記被処理水に返送しながら前記被処理水を逆浸透処理する逆浸透処理方法において、前記被処理水に返送される前記第２濃縮水、又は、前記被処理水に返送される前記第２透過水に、塩素系殺菌剤又は塩素系殺菌剤の前駆物質を連続的又は間欠的に注入する。

【発明の効果】

【0018】

本発明に係る逆浸透処理装置及び逆浸透処理方法によれば、逆浸透膜を大きく劣化させることなく逆浸透膜のファウリングを抑制して、ＴＤＳが高い被処理水を安定的に逆浸透処理することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の第１実施形態に係る逆浸透処理装置の構成を示す図である。

【図2】逆浸透膜モジュールの構造の一例を示す断面図である。

【図3】逆浸透膜エレメントの構造の一例を示す斜視図である。

【図4】本発明の第２実施形態に係る逆浸透処理装置の構成を示す図である。

【図5】本発明の第３実施形態に係る逆浸透処理装置の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の一実施形態に係る逆浸透処理装置及び逆浸透処理方法について説明する。なお、以下の各図において共通する構成については同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

【0021】

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る逆浸透処理装置の構成を示す図である。
図１に示すように、第１実施形態に係る逆浸透処理装置１は、第１逆浸透膜モジュールバンク１０と、第２逆浸透膜モジュールバンク２０と、原水配管１１０と、第１透過水配管１２０と、第１濃縮水配管１３０と、第２透過水配管２２０と、第２濃縮水返送管２４０と、排水管２８０と、供給ポンプＰ１と、高圧ポンプＰ２と、を備えている。

【0022】

逆浸透処理装置１は、原水を一次処理する第１パスと、第１パスで分離された透過水を二次処理する第２パスと、を備える２パス型の逆浸透処理装置である。逆浸透処理装置１において、逆浸透膜モジュールで構成された第１パスで原水が逆浸透処理されると、イオン類が低減された透過水が分離される。透過水は、逆浸透膜モジュールで構成された第２パスで更に逆浸透処理されて、イオン類が更に低減される。

【0023】

原水としては、例えば、海水、汽水（河川水、湖沼水、地下水等）、化石水、油田から採集される随伴水、下水、雨水、生活廃水、工業廃水等を逆浸透処理に供することができる。これらの原水は、必要に応じて、濾過処理、凝集処理、殺菌処理、生物学的処理等の前処理を施されてから、逆浸透処理装置１に導入される。

【0024】

第１逆浸透膜モジュールバンク１０、及び、第２逆浸透膜モジュールバンク２０は、それぞれ、一個又は複数個の逆浸透膜モジュールを備える。逆浸透膜モジュールバンクを構成する複数個の逆浸透膜モジュールは、互いに並列の関係となるように配管を介して接続される。並列に接続された複数個の逆浸透膜モジュールは、互いに同等の運転条件で逆浸透処理を行う。逆浸透膜モジュールバンクを処理単位として備えると、逆浸透膜モジュールの許容圧力の範囲内で、造水量を拡張することができる。

【0025】

また、第１逆浸透膜モジュールバンク１０、及び、第２逆浸透膜モジュールバンク２０は、複数個の逆浸透膜モジュールバンクの組み合わせで、逆浸透膜ユニットを構成することもできる。複数個の逆浸透膜ユニットは、任意の逆浸透膜モジュールバンクの透過水の排水側又は濃縮水の排水側で、互いに直列の関係となるように配管を介して接続することができる。逆浸透膜ユニットを処理単位として備えると、逆浸透膜モジュールの許容圧力の範囲内で、より高い回収率で脱塩水を造水することができる。

【0026】

ここで、逆浸透膜モジュールバンク１０，２０を構成する逆浸透膜モジュールの構造について説明する。

【0027】

図２は、逆浸透膜モジュールの構造の一例を示す断面図である。
図２に示すように、逆浸透膜モジュールＭは、圧力容器５と、逆浸透膜エレメント６と、を備えている。圧力容器５は、略円筒形状を呈する容器であり、一方の端部に導入ポート５ａ、他方の端部に導出ポート５ｂを有している。圧力容器５の内部には、逆浸透膜エレメント６が収容されている。逆浸透膜エレメント６は、逆浸透膜７を備えており、圧力容器５の内部に直列状に配置されている。

【0028】

なお、図２においては、計５個の逆浸透膜エレメント６が配置されているが、逆浸透膜エレメント６の個数は、逆浸透膜モジュールの仕様、逆浸透処理の条件等に応じて適宜の個数とすることができる。

【0029】

図３は、逆浸透膜エレメントの構造の一例を示す斜視図である。
図３に示すように、逆浸透膜エレメント６は、逆浸透膜７が重ねられた膜積層体６ａが集水配管８の周囲に配置された構造を有している。膜積層体６ａは、袋体状の複数の逆浸透膜７と、メッシュ状のスペーサ９とが、集水配管８の周面に放射状に接合され、集水配管８の周囲にスパイラル状に巻回されて形成される。逆浸透膜７は、袋体の内部が集水配管８の透孔８ａに連通する位置に接合される。逆浸透膜７は、袋体の内側と膜同士の間とにスペーサ９が介装されて外形が保たれる。

【0030】

図２に示すように、逆浸透膜エレメント６は、集水配管８が圧力容器５の長手方向に沿う向きとなるように圧力容器５に収容される。各逆浸透膜エレメント６の集水配管８は、互いに直列に連結されて、末端が開いた一つの管路を形成する。集水配管８の末端は、導出ポート５ｂが設けられた圧力容器５の端部から外側に引き出され、透過水を回収するための配管に接続される。

【0031】

逆浸透膜モジュールＭには、浸透圧を超える圧力に加圧された被処理水が、導入ポート５ａを通じて導入される。そして、被処理水は、圧力容器５の長手方向に沿って流れる間に、逆浸透膜７によりクロスフロー濾過方式で逆浸透処理される。逆浸透が進むと、逆浸透膜７の二次側にイオン類が除去された水が移動し、逆浸透膜７の一次側にイオン類が残る。イオン類が濃縮された一次側の濃縮水は、導出ポート５ｂを通じて圧力容器５から排出される。一方、イオン類が除去された二次側の透過水は、集水配管８の内部に集水されて末端から排出される。

【0032】

図１に示す２パス型の逆浸透処理装置１では、第１逆浸透膜モジュールバンク１０、及び、第２逆浸透膜モジュールバンク２０が、それぞれ、透過水の回収率が段階的に高くなるような運転条件の下で被処理水を逆浸透処理する。第１逆浸透膜モジュールバンク１０では、原水が、第１透過水と第１濃縮水とに分離される。また、第２逆浸透膜モジュールバンク２０では、第１逆浸透膜モジュールバンク１０で分離された第１透過水が、第２透過水と第２濃縮水とに分離される。

【0033】

なお、第１逆浸透膜モジュールバンク１０、及び、第２逆浸透膜モジュールバンク２０のそれぞれは、互いに同じ個数の逆浸透膜モジュールで構成されてもよいし、互いに異なる個数の逆浸透膜モジュールで構成されてもよい。各逆浸透膜モジュールに内蔵される逆浸透膜７は、逆浸透（Reverse Osmosis：ＲＯ）膜、ナノろ過（Nanofiltration：ＮＦ）膜のいずれであってもよい。

【0034】

図１に示すように、第１逆浸透膜モジュールバンク１０には、原水配管１１０と、第１透過水配管１２０と、第１濃縮水配管１３０と、が接続されている。第１透過水配管１２０の他端は、第２逆浸透膜モジュールバンク２０に接続されている。

【0035】

原水配管１１０は、原水槽等の原水の供給元から第１逆浸透膜モジュールバンク１０まで、原水を流す配管である。第１透過水配管１２０は、第１逆浸透膜モジュールバンク１０から第２逆浸透膜モジュールバンク２０まで、第１透過水を流す配管である。第１濃縮水配管１３０は、第１逆浸透膜モジュールバンク１０から系外に向けて、第１濃縮水を流す配管である。

【0036】

原水配管１１０には、原水の供給元から第１逆浸透膜モジュールバンク１０に向けて原水を移送する供給ポンプＰ１と、第１逆浸透膜モジュールバンク１０の逆浸透膜の浸透圧を超える圧力まで原水を昇圧する高圧ポンプＰ２と、が設置されている。

【0037】

第２逆浸透膜モジュールバンク２０には、第１透過水配管１２０と、第２透過水配管２２０と、第２濃縮水返送管２４０と、が接続されている。第２濃縮水返送管２４０の他端は、原水配管１１０の供給ポンプＰ１よりも下流、且つ、高圧ポンプＰ２よりも上流に接続されている。

【0038】

第２透過水配管２２０は、第２逆浸透膜モジュールバンク２０から系外に向けて、第２透過水を流す配管である。第２濃縮水返送管２４０は、第２逆浸透膜モジュールバンク２０から原水配管１１０まで、第２濃縮水を流す配管である。第２濃縮水返送管２４０は、第２濃縮水を第１逆浸透膜モジュールバンク１０の逆浸透膜の一次側に返送し、原水を希釈して、第１逆浸透膜モジュールバンク１０で必要な逆浸透圧を低下させる。

【0039】

図１に示すように、逆浸透処理装置１においては、第２濃縮水返送管２４０に、配管内に薬剤を注入するための１以上の薬注部（Ｉ，ＩＩ）が設けられる。第２濃縮水返送管２４０の薬注部（Ｉ，ＩＩ）は、原水配管１１０や第１逆浸透膜モジュールバンク１０の殺菌・洗浄に用いられる。薬剤としては、塩素系殺菌剤又は塩素系殺菌剤の前駆物質が薬注される。

【0040】

各薬注部は、装置と一体化した管に薬剤を注入可能な管一体型の薬注装置を、配管同士の間に連結して設けてもよいし、配管内に薬剤を注入可能な配管注入型の薬注装置を、分岐させた配管や注入口を有する配管に接続して設けてもよい。

【0041】

配管に薬注する塩素系殺菌剤としては、例えば、クロラミン等の結合塩素系薬剤が挙げられる。クロラミンは、結合塩素を有する比較的安定な塩素化合物であり、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）、次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ⁻）等の遊離塩素を水中で緩慢に生成する性質がある。クロラミン等の結合塩素系薬剤は、次亜塩素酸ナトリウム等の遊離塩素系薬剤と比較すると、殺菌力が弱いものの、逆浸透膜の材料として一般的なポリアミド、酢酸セルロース等を分解する作用が弱い薬剤である。そのため、クロラミン等の結合塩素系薬剤によると、遊離塩素系薬剤とは異なり、逆浸透膜を大きく劣化させることなく、逆浸透膜モジュールや配管を殺菌・洗浄することができる。

【0042】

配管に薬注する塩素系殺菌剤の前駆物質としては、配管内で反応して塩素系薬剤を生成する物質であって、例えば、クロラミン等の結合塩素系薬剤の前駆物質が挙げられる。前駆物質としては、例えば、次亜塩素酸、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウム、次亜塩素酸カルシウム等の次亜塩素酸類を用いることができる。また、次亜塩素酸類と共に、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム等のアンモニウム塩、アンモニア水等を用いることもできる。

【0043】

次亜塩素酸類は、アルカリ性の条件下、アンモニウムイオンとの反応によって、クロラミンを生成する。そのため、アンモニア濃度が高い水に次亜塩素酸類のみを薬注する方法や、次亜塩素酸類とアンモニウム塩、アンモニア水等との両方を薬注する方法によって、クロラミン自体を薬注する場合と同様に、逆浸透膜モジュールや配管を殺菌・洗浄することができる。

【0044】

例えば、第１濃縮水返送管２４０の薬注部Ｉには、アンモニウム塩、アンモニア水等のような塩素系殺菌剤の前駆物質を薬注するために、薬注装置（１１，１２）を設置することができる。また、第１濃縮水返送管２４０の別の薬注部ＩＩには、次亜塩素酸類等のような塩素系殺菌剤の前駆物質を薬注するために、別の薬注装置（２１，２２）を設置することができる。これらの薬剤は、薬剤槽１１，２１にそれぞれ用意され、逆浸透処理の間に、薬注ポンプ１２，２２によって連続的又は間欠的に注入される。

【0045】

なお、図１においては、第２濃縮水返送管２４０に、二つの薬注部（Ｉ，ＩＩ）を設けており、塩素系殺菌剤の前駆物質を薬注して、配管内で塩素系殺菌剤を生成させるものとしているが、塩素系殺菌剤自体を薬注する場合や、アンモニア濃度が高い水に次亜塩素酸類のみを薬注する場合には、第２濃縮水返送管２４０に、一つの薬注部を設けてもよい。或いは、塩素系殺菌剤や塩素系殺菌剤の前駆物質の使用する数に応じて、三つ以上の薬注部を設けてもよい。

【0046】

図１に示すように、第２濃縮水返送管２４０には、薬注部（Ｉ，ＩＩ）の下流に、薬注された水を攪拌するためのラインミキサ５０を設置することができる。また、ラインミキサ５０の下流に、遊離塩素を検出するための水質センサ６０を設置することができる。

【0047】

ラインミキサ５０としては、例えば、スタティックミキサ、ターボミキサ等を用いることができる。ラインミキサ５０によると、配管内で塩素系殺菌剤を生成させる場合に、塩素系殺菌剤の前駆物質の反応を促進させることができる。そのため、未反応の次亜塩素酸類（遊離塩素）が第１逆浸透膜モジュールバンク１０に流入して逆浸透膜を劣化させるのを防ぐことができる。

【0048】

水質センサ６０としては、例えば、遊離塩素濃度を測定可能な残留塩素センサ、酸化還元電位（Oxidation Reduction Potential：ＯＲＰ）センサ、ジエチルパラフェニレンジアミン（ＤＰＤ）法を利用する比色式センサ等を用いることができる。水質センサ６０によると、塩素系殺菌剤の前駆物質である次亜塩素酸類を薬注した場合に、配管内に残存している未反応の次亜塩素酸類（遊離塩素）の残存量を測定することができる。また、配管内の塩素系殺菌剤が安定で遊離塩素を生じていないか確認することができる。

【0049】

また、第２濃縮水返送管２４０には、水質センサ６０の下流に、排水管２８０を接続することができる。排水管２８０は、遊離塩素が残留している返送水を系外に排水するために用いられる。第２濃縮水返送管２４０と排水管２８０との分岐点には、第２濃縮水返送管２４０の側に、開閉自在な止水弁Ｖ１を設けることができる。また、排水管２８０の側に、開閉自在な配水弁Ｖ２を設けることができる。

【0050】

次に、逆浸透処理装置１を用いた造水方法（逆浸透処理方法）について説明する。

【0051】

逆浸透処理装置１を用いた造水方法は、第１逆浸透膜モジュールバンク１０で、被処理水を逆浸透により一次処理して第１透過水と第１濃縮水とに分離し、第２逆浸透膜モジュールバンク２０で、第１透過水を逆浸透により二次処理して第２透過水と第２濃縮水とに分離し、第２濃縮水を被処理水に返送しながら被処理水を逆浸透処理して、第２透過水を脱塩水として造水するものである。

【0052】

第１逆浸透膜モジュールバンク１０や第２逆浸透膜モジュールバンク２０の運転条件、透過水の回収率等は、原水の水質、逆浸透膜モジュールの仕様等に応じて適宜の条件とされる。逆浸透膜モジュールの運転条件、透過水の回収率等は、透過水や濃縮水の流量を不図示の流量調整弁等で調節することによって調整することができる。

【0053】

逆浸透処理装置１においては、第１逆浸透膜モジュールバンク１０及び第２逆浸透膜モジュールバンク２０による逆浸透処理の間に、第２濃縮水返送管２４０の薬注部（Ｉ，ＩＩ）に、塩素系殺菌剤又は塩素系殺菌剤の前駆物質が注入される。第１逆浸透膜モジュールバンク１０に返送される第２濃縮水に、塩素系殺菌剤又は塩素系殺菌剤の前駆物質を注入し、塩素系殺菌剤を溶存した水を通水させることにより、第１逆浸透膜モジュールバンク１０の逆浸透膜モジュールや原水配管１１０の殺菌・洗浄が行われる。

【0054】

従来、一般的な２パス型の逆浸透処理装置では、第１パスの逆浸透膜モジュールの殺菌・洗浄を行うとき、クロラミン等の塩素系殺菌剤や、クロラミン等の塩素系殺菌剤の前駆物質が、第１パスに供給される被処理水（原水）に薬注されている。

【0055】

しかしながら、塩素系殺菌剤や塩素系殺菌剤の前駆物質を注入する水に、高濃度の臭化物イオンやヨウ化物イオンが含まれていると、これらのイオンと塩素系殺菌剤との共存下、大量の強酸化剤が生成する虞がある。例えば、クロラミンは、臭化物イオンの存在下、ｐＨに依存してブロモアミンを生成する。ブロモアミンは、強い酸化力を示し、殺菌力を有するが、逆浸透膜の材料として一般的なポリアミド、酢酸セルロース等を分解する作用も強く、一般に使用されている逆浸透膜を劣化させる。

【0056】

特に、原水が海水等の高ＴＤＳ水である場合、高濃度の臭化物イオンやヨウ化物イオンが含まれていることが多い。ブロモアミン等の生成量（生成反応の反応速度）は、反応物（クロラミン、臭化物イオン等）の濃度に依存するため、第１パスに供給される原水は、ブロモアミン等を生成し易い状態にある。ＴＤＳが高い原水に高濃度の塩素系殺菌剤や塩素系殺菌剤の前駆物質を注入すると、第１パスにおいてブロモアミン等の強酸化剤が高濃度になり、逆浸透膜の劣化が進行してしまう。

【0057】

これに対し、逆浸透処理装置１のように、第２濃縮水返送管２４０の薬注部（Ｉ，ＩＩ）に、塩素系殺菌剤又は塩素系殺菌剤の前駆物質を注入すると、第２濃縮水の臭化物イオン濃度やヨウ化物イオン濃度が、第１逆浸透膜モジュールバンク１０に供給される被処理水（原水）よりも低いため、逆浸透膜を劣化させるブロモアミン等の強酸化剤が生成し難くなる。そのため、第１逆浸透膜モジュールバンク１０の逆浸透膜を大きく劣化させることなく、逆浸透膜モジュールや配管の殺菌・洗浄を行うことができる。

【0058】

塩素系殺菌剤や塩素系殺菌剤の前駆物質の薬注は、造水中に連続的に行ってもよいし、造水中に間欠的に行ってもよい。また、塩素系殺菌剤や塩素系殺菌剤の前駆物質の注入量は、所定時間あたり一定量を注入する定量注入に制御してもよいし、任意の測定位置における塩素系殺菌剤の濃度に応じて可変的に制御してもよい。測定位置としては、例えば、第１逆浸透膜モジュールバンク１０の被処理水入口や、第１逆浸透膜モジュールバンク１０の濃縮水出口等が挙げられる。

【0059】

塩素系殺菌剤の濃度は、例えば、遊離塩素濃度と全塩素濃度を測定して結合塩素濃度を求める残留塩素センサ、酸化還元電位（ＯＲＰ）センサ、ジエチルパラフェニレンジアミン（ＤＰＤ）法を利用する比色式センサ等によって測定することができる。これらのセンサは、例えば、第１逆浸透膜モジュールバンク１０の被処理水入口や、第１逆浸透膜モジュールバンク１０の濃縮水出口等に設置することができる。

【0060】

塩素系殺菌剤や塩素系殺菌剤の前駆物質の注入量は、第１逆浸透膜モジュールバンク１０の被処理水入口における塩素系殺菌剤の濃度、又は、第１逆浸透膜モジュールバンク１０の濃縮水出口における塩素系殺菌剤の濃度が、所定範囲に維持されるように制御することが好ましい。例えば、塩素系殺菌剤としてクロラミンを用いる場合、これらの各位置において、クロラミンの濃度が１〜３ｐｐｍ程度に維持される注入量とすることができる。

【0061】

第１逆浸透膜モジュールバンク１０の被処理水入口における濃度を維持すると、殺菌・洗浄に必要な有効濃度の塩素系殺菌剤を確保しつつ、過剰な塩素系殺菌剤が第１逆浸透膜モジュールバンク１０に流入するのを防ぐことができる。第１逆浸透膜モジュールバンク１０に到達する塩素系殺菌剤の濃度を適切に制御することができるため、塩素系殺菌剤による逆浸透膜の劣化を最小限に抑制することができる。

【0062】

一方、第１逆浸透膜モジュールバンク１０の濃縮水出口における濃度を維持すると、殺菌・洗浄に必要な有効濃度の塩素系殺菌剤を第１逆浸透膜モジュールバンク１０の全体で確保することができる。第１逆浸透膜モジュールバンク１０に流入した塩素系殺菌剤が、第１逆浸透膜モジュールバンク１０の途中で殺菌力を喪失するのを防ぐことができるため、第１逆浸透膜モジュールバンク１０における下流側も十分に殺菌・洗浄することができる。

【0063】

塩素系殺菌剤や塩素系殺菌剤の前駆物質の薬注は、第２濃縮水に含まれる遊離塩素の濃度が許容可能な濃度上限値を超えたとき、中止することができる。濃度上限値は、例えば、逆浸透膜に対する遊離塩素の許容濃度の範囲、薬注後に返送される水と原水（被処理水）との混合比、薬注後に逆浸透膜に到達する遊離塩素の残存率等に応じて、微小値を予め設定することができる。返送水への薬注を中止すると、返送水中において、未反応の次亜塩素酸類（遊離塩素）や、不安定な塩素系殺菌剤から解離した遊離塩素が減少するため、遊離塩素が第１逆浸透膜モジュールバンク１０に流入するのを抑制することができる。

【0064】

薬注装置（２１，２２）は、薬注ポンプ１２，２２の作動・停止や出力が、水質センサ６０による計測に基づいて制御されてもよい。例えば、水質センサ６０から伝送される遊離塩素の濃度の計測結果が許容可能な濃度上限値を超えたとき、薬注ポンプ１２，２２を停止することができる。濃度上限値は、薬注装置（２１，２２）の制御部等に、微小値を予め設定することができる。このような制御によると、未反応の次亜塩素酸類（遊離塩素）や、不安定な塩素系殺菌剤から解離した遊離塩素がより生じ難くなる。逆浸透膜を劣化させる作用が弱い結合塩素を有する塩素系殺菌剤を、薬注部（Ｉ，ＩＩ）の近傍に、殺菌・洗浄に適した濃度で用意することができる。

【0065】

薬注された第２濃縮水は、第２濃縮水に含まれる遊離塩素の濃度が許容可能な濃度上限値を超えたとき、排水管２８０を通じて系外に排水することができる。返送水を系外に排水すると、未反応の次亜塩素酸類（遊離塩素）や、不安定な塩素系殺菌剤から解離した遊離塩素が、原水配管１１０に返送されなくなるため、遊離塩素が第１逆浸透膜モジュールバンク１０に流入するのを抑制することができる。

【0066】

止水弁Ｖ１及び配水弁Ｖ２は、開閉動作が、水質センサ６０による計測に基づいて制御されてもよい。例えば、水質センサ６０から伝送される遊離塩素の濃度の計測結果が許容可能な濃度上限値を超えたとき、平常時に開かれている止水弁Ｖ１を閉じ、平常時に閉じられている配水弁Ｖ２を開くことができる。濃度上限値は、止水弁Ｖ１及び配水弁Ｖ２の制御部等に、微小値を予め設定することができる。このような制御によると、遊離塩素が第１逆浸透膜モジュールバンク１０に流入するのを、より確実に抑制することができる。

【0067】

以上の第１実施形態に係る逆浸透処理装置及び逆浸透処理方法によると、第２濃縮水返送管２４０が薬注部（Ｉ，ＩＩ）を有するため、第１パスに返送される第２濃縮水に、塩素系殺菌剤や塩素系殺菌剤の前駆物質を薬注することができる。第２濃縮水は、原水よりも臭化物イオン濃度やヨウ化物イオン濃度が低いため、原水のＴＤＳが高い場合であっても、薬注時に、ブロモアミン等の強酸化剤が生成し難くなる。そのため、ブロモアミン等の強酸化剤による逆浸透膜の劣化を避けつつ、第１パスの逆浸透膜モジュールや配管の殺菌・洗浄を継続することができる。塩素系殺菌剤を含む被処理水の通水によって、配管や圧力容器内にバイオフィルムが形成され難くなるため、逆浸透膜のファウリングが発生し難くなり、安定した運転圧力や回収率で長期間にわたって逆浸透処理を続けることが可能になる。よって、逆浸透膜を大きく劣化させることなく逆浸透膜のファウリングを抑制して、ＴＤＳが高い被処理水を安定的に逆浸透処理することができる２パス型の逆浸透処理を提供することができる。

【0068】

また、以上の第１実施形態に係る逆浸透処理装置及び逆浸透処理方法によると、第２濃縮水返送管２４０が薬注部（Ｉ，ＩＩ）を有するため、臭化物イオン濃度やヨウ化物イオン濃度が低い配管内で、塩素系殺菌剤を生成させることができる。一般に、クロラミン等の塩素系殺菌剤は、高濃度で保管すると、遊離塩素を解離し、遊離塩素は分解されて殺菌力を失うため、薬注時まで、低い濃度で保管する必要がある。しかし、臭化物イオン濃度やヨウ化物イオン濃度が低い配管内で塩素系殺菌剤を生成させると、ブロモアミン等の強酸化剤の生成を抑制しつつ、第１パスの殺菌・洗浄を行うことが可能であり、しかも、低濃度の薬剤を用意するために大型の保管用設備を設けたり、低濃度の薬剤で長い薬洗時間をかけたりする必要をなくすることができる。

【0069】

＜第２実施形態＞
図４は、本発明の第２実施形態に係る逆浸透処理装置の構成を示す図である。
図４に示すように、第２実施形態に係る逆浸透処理装置２は、前記の逆浸透処理装置１と同様に、第１逆浸透膜モジュールバンク１０と、第２逆浸透膜モジュールバンク２０と、原水配管１１０と、第１透過水配管１２０と、第１濃縮水配管１３０と、第２透過水配管２２０と、排水管２８０と、供給ポンプＰ１と、高圧ポンプＰ２と、を備えている。

【0070】

第２実施形態に係る逆浸透処理装置２が、前記の逆浸透処理装置１と異なる点は、第２濃縮水返送管２４０に代えて、第２濃縮水配管２３０と、第２透過水返送管２６０と、を備え、第２透過水返送管２６０に薬注部（Ｉ，ＩＩ）が設けられている点である。

【0071】

図４に示すように、第２逆浸透膜モジュールバンク２０には、第１透過水配管１２０と、第２透過水配管２２０と、第２濃縮水配管２３０と、が接続されている。第２透過水配管２２０からは、第２透過水返送管２６０が分岐している。第２透過水返送管２６０の他端は、原水配管１１０の供給ポンプＰ１よりも下流、且つ、高圧ポンプＰ２よりも上流に接続されている。

【0072】

第２濃縮水配管２３０は、第２逆浸透膜モジュールバンク２０から系外に向けて、第２濃縮水を流す配管である。第２透過水返送管２６０は、第２透過水配管２２０から原水配管１１０まで、第２透過水を流す配管である。第２透過水返送管２６０は、第２透過水の少なくとも一部を第１逆浸透膜モジュールバンク１０の逆浸透膜の一次側に返送し、原水を希釈して、第１逆浸透膜モジュールバンク１０で必要な逆浸透圧を低下させる。

【0073】

図４に示すように、逆浸透処理装置２においては、第２透過水返送管２６０に、配管内に薬剤を注入するための１以上の薬注部（Ｉ，ＩＩ）が設けられる。第２透過水返送管２６０の薬注部（Ｉ，ＩＩ）は、原水配管１１０や第１逆浸透膜モジュールバンク１０の殺菌・洗浄に用いられる。薬剤としては、前記の逆浸透処理装置１と同様に、塩素系殺菌剤又は塩素系殺菌剤の前駆物質が薬注される。

【0074】

第２透過水返送管２６０には、前記の逆浸透処理装置１と同様に、薬注装置（１１，１２）、別の薬注装置（２１，２２）、ラインミキサ５０、水質センサ６０、排水管２８０、止水弁Ｖ１、配水弁Ｖ２を設置することができる。

【0075】

なお、図４においては、第２透過水返送管２６０に、二つの薬注部（Ｉ，ＩＩ）を設けており、塩素系殺菌剤の前駆物質を薬注して、配管内で塩素系殺菌剤を生成させるものとしているが、塩素系殺菌剤自体を薬注する場合や、アンモニア濃度が高い水に次亜塩素酸類のみを薬注する場合には、第２透過水返送管２６０に、一つの薬注部を設けてもよい。或いは、塩素系殺菌剤や塩素系殺菌剤の前駆物質の使用する数に応じて、三つ以上の薬注部を設けてもよい。

【0076】

次に、逆浸透処理装置２を用いた造水方法（逆浸透処理方法）について説明する。

【0077】

逆浸透処理装置２を用いた造水方法は、第１逆浸透膜モジュールバンク１０で、被処理水を逆浸透により一次処理して第１透過水と第１濃縮水とに分離し、第２逆浸透膜モジュールバンク２０で、第１透過水を逆浸透により二次処理して第２透過水と第２濃縮水とに分離し、第２透過水の少なくとも一部を被処理水に返送しながら被処理水を逆浸透処理して、第２透過水を脱塩水として造水するものである。

【0078】

逆浸透処理装置２においては、第１逆浸透膜モジュールバンク１０及び第２逆浸透膜モジュールバンク２０による逆浸透処理の間に、第２透過水返送管２６０の薬注部（Ｉ，ＩＩ）に、塩素系殺菌剤又は塩素系殺菌剤の前駆物質が注入される。第１逆浸透膜モジュールバンク１０に返送される第２透過水に、塩素系殺菌剤又は塩素系殺菌剤の前駆物質を注入し、塩素系殺菌剤を溶存した水を通水させることにより、第１逆浸透膜モジュールバンク１０の逆浸透膜モジュールや原水配管１１０の殺菌・洗浄が行われる。

【0079】

逆浸透処理装置２のように、第２透過水返送管２６０の薬注部（Ｉ，ＩＩ）に、塩素系殺菌剤又は塩素系殺菌剤の前駆物質を注入すると、第２透過水の臭化物イオン濃度やヨウ化物イオン濃度が、第１逆浸透膜モジュールバンク１０に供給される被処理水（原水）よりも低いため、逆浸透膜を劣化させるブロモアミン等の強酸化剤が生成し難くなる。そのため、第１逆浸透膜モジュールバンク１０の逆浸透膜を大きく劣化させることなく、逆浸透膜モジュールや配管の殺菌・洗浄を行うことができる。

【0080】

第２透過水の第２透過水返送管２６０への分配比は、用意した塩素系殺菌剤や塩素系殺菌剤の前駆物質の濃度、原水の水質、逆浸透膜モジュールの仕様、透過水の回収率、透過水の水質（残留塩素量）等に応じて適宜の条件とすることができる。第２透過水返送管２６０への分配比は、例えば、第２透過水配管２２０や第２透過水返送管２６０における流量を不図示の流量調整弁等で調節することによって調整することができる。

【0081】

塩素系殺菌剤や塩素系殺菌剤の前駆物質の薬注は、前記の逆浸透処理装置１と同様の条件で行うことができる。塩素系殺菌剤や塩素系殺菌剤の前駆物質の薬注は、第２透過水に含まれる遊離塩素の濃度が許容可能な濃度上限値を超えたとき、中止することができる。また、薬注された第２透過水は、第２透過水に含まれる遊離塩素の濃度が許容可能な濃度上限値を超えたとき、排水管２８０を通じて系外に排水することができる。

【0082】

以上の第２実施形態に係る逆浸透処理装置及び逆浸透処理方法によると、第２透過水返送管２６０が薬注部（Ｉ，ＩＩ）を有するため、第１パスに返送される第２透過水に、塩素系殺菌剤や塩素系殺菌剤の前駆物質を薬注することができる。第２透過水は、原水や第２濃縮水よりも臭化物イオン濃度やヨウ化物イオン濃度が低いため、原水や第２濃縮水のＴＤＳが高い場合であっても、薬注時にブロモアミン等の強酸化剤が生成し難くなる。そのため、ブロモアミン等の強酸化剤による逆浸透膜の劣化を避けつつ、第１パスの逆浸透膜モジュールや配管の殺菌・洗浄を継続することができる。よって、逆浸透膜を大きく劣化させることなく逆浸透膜のファウリングを抑制して、ＴＤＳが高い被処理水を安定的に逆浸透処理することができる２パス型の逆浸透処理を提供することができる。

【0083】

また、以上の第２実施形態に係る逆浸透処理装置及び逆浸透処理方法によると、臭化物イオン濃度やヨウ化物イオン濃度が低い配管内で、塩素系殺菌剤を生成させることができるため、低濃度の薬剤を用意するために大型の保管用設備を設けたり、低濃度の薬剤で長い薬洗時間をかけたりする必要をなくすることができる。

【0084】

＜第３実施形態＞
図５は、本発明の第３実施形態に係る逆浸透処理装置の構成を示す図である。
図５に示すように、第３実施形態に係る逆浸透処理装置３は、逆浸透膜モジュールバンク３０と、原水配管３１０と、透過水配管３２０と、濃縮水配管３３０と、透過水返送管３６０と、排水管３８０と、供給ポンプＰ３と、高圧ポンプＰ４と、を備えている。

【0085】

第３実施形態に係る逆浸透処理装置３は、前記の逆浸透処理装置１，２とは異なり、被処理水を一段のパスで逆浸透処理する１パス型の逆浸透処理装置とされている。逆浸透処理装置３の逆浸透膜モジュールバンク３０では、原水（被処理水）が逆浸透処理により透過水と濃縮水とに分離される。

【0086】

逆浸透膜モジュールバンク３０は、一個又は複数個の逆浸透膜モジュールを備える。逆浸透膜モジュールバンクを構成する複数個の逆浸透膜モジュールは、互いに並列の関係となるように配管を介して接続される。また、逆浸透膜モジュールバンク３０は、複数個の逆浸透膜モジュールバンクの組み合わせで、逆浸透膜ユニットを構成することもできる。複数個の逆浸透膜ユニットは、任意の逆浸透膜モジュールバンクの透過水の排水側又は濃縮水の排水側で、互いに直列の関係となるように配管を介して接続することができる。逆浸透膜モジュールバンク３０を構成する逆浸透膜モジュールは、例えば、図２及び図３に示す形態とすることができる。

【0087】

図５に示すように、逆浸透膜モジュールバンク３０には、原水配管３１０と、透過水配管３２０と、濃縮水配管３３０と、が接続されている。透過水配管３２０からは、透過水返送管３６０が分岐している。透過水返送管３６０の他端は、原水配管３１０の供給ポンプＰ１よりも下流、且つ、高圧ポンプＰ２よりも上流に接続されている。

【0088】

原水配管３１０は、原水槽等の原水の供給元から逆浸透膜モジュールバンク３０まで、原水を流す配管である。透過水配管３２０は、逆浸透膜モジュールバンク３０から系外に向けて、透過水を流す配管である。濃縮水配管３３０は、逆浸透膜モジュールバンク３０から系外に向けて、濃縮水を流す配管である。

【0089】

原水配管３１０には、原水の供給元から逆浸透膜モジュールバンク３０に向けて原水を移送する供給ポンプＰ３と、逆浸透膜モジュールバンク３０の逆浸透膜の浸透圧を超える圧力まで原水を昇圧する高圧ポンプＰ４と、が設置されている。

【0090】

透過水返送管３６０は、透過水配管３２０から原水配管３１０まで、透過水を流す配管である。透過水返送管３６０は、透過水の少なくとも一部を逆浸透膜モジュールバンク３０の逆浸透膜の一次側に返送し、原水を希釈して、逆浸透膜モジュールバンク３０で必要な逆浸透圧を低下させる。

【0091】

図５に示すように、逆浸透処理装置３においては、透過水返送管３６０に、配管内に薬剤を注入するための１以上の薬注部（Ｉ，ＩＩ）が設けられる。透過水返送管３６０の薬注部（Ｉ，ＩＩ）は、原水配管３１０や逆浸透膜モジュールバンク３０の殺菌・洗浄に用いられる。薬剤としては、前記の逆浸透処理装置１と同様に、塩素系殺菌剤又は塩素系殺菌剤の前駆物質が薬注される。

【0092】

透過水返送管３６０には、前記の逆浸透処理装置１と同様に、薬注装置（１１，１２）、別の薬注装置（２１，２２）、ラインミキサ５０、水質センサ６０、止水弁Ｖ１、配水弁Ｖ２を設置することができる。また、透過水返送管３６０には、薬注部（Ｉ，ＩＩ）の下流に、遊離塩素が残留している返送水を系外に排水するための排水管３８０を接続することができる。

【0093】

なお、図５においては、透過水返送管３６０に、二つの薬注部（Ｉ，ＩＩ）を設けており、塩素系殺菌剤の前駆物質を薬注して、配管内で塩素系殺菌剤を生成させるものとしているが、塩素系殺菌剤自体を薬注する場合や、アンモニア濃度が高い水に次亜塩素酸類のみを薬注する場合には、透過水返送管３６０に、一つの薬注部を設けてもよい。或いは、塩素系殺菌剤や塩素系殺菌剤の前駆物質の使用する数に応じて、三つ以上の薬注部を設けてもよい。

【0094】

次に、逆浸透処理装置３を用いた造水方法（逆浸透処理方法）について説明する。

【0095】

逆浸透処理装置３を用いた造水方法は、逆浸透膜モジュールバンク３０で、被処理水を逆浸透処理して透過水と濃縮水とに分離し、透過水の少なくとも一部を被処理水に返送しながら被処理水を逆浸透処理して、透過水を脱塩水として造水するものである。

【0096】

逆浸透処理装置３においては、逆浸透膜モジュールバンク３０による逆浸透処理の間に、透過水返送管３６０の薬注部（Ｉ，ＩＩ）に、塩素系殺菌剤又は塩素系殺菌剤の前駆物質が注入される。逆浸透膜モジュールバンク３０に返送される透過水に、塩素系殺菌剤又は塩素系殺菌剤の前駆物質を注入し、塩素系殺菌剤を溶存した水を通水させることにより、逆浸透膜モジュールバンク３０の逆浸透膜モジュールや原水配管３１０が殺菌・洗浄される。

【0097】

逆浸透処理装置３のように、透過水返送管３６０の薬注部（Ｉ，ＩＩ）に、塩素系殺菌剤又は塩素系殺菌剤の前駆物質を注入すると、透過水の臭化物イオン濃度やヨウ化物イオン濃度が、逆浸透膜モジュールバンク３０に供給される被処理水（原水）よりも低いため、逆浸透膜を劣化させるブロモアミン等の強酸化剤が生成し難くなる。そのため、逆浸透膜モジュールバンク３０の逆浸透膜を大きく劣化させることなく、逆浸透膜モジュールや配管の殺菌・洗浄を行うことができる。

【0098】

透過水の透過水返送管３６０への分配比は、用意した塩素系殺菌剤や塩素系殺菌剤の前駆物質の濃度、原水の水質、逆浸透膜モジュールの仕様、透過水の回収率、透過水の水質（残留塩素量）等に応じて適宜の条件とすることができる。透過水返送管３６０への分配比は、例えば、透過水配管３２０や透過水返送管３６０における流量を不図示の流量調整弁等で調節することによって調整することができる。

【0099】

塩素系殺菌剤や塩素系殺菌剤の前駆物質の薬注は、前記の逆浸透処理装置１と同様の条件で行うことができる。塩素系殺菌剤や塩素系殺菌剤の前駆物質の薬注は、透過水に含まれる遊離塩素の濃度が許容可能な濃度上限値を超えたとき、中止することができる。また、薬注された透過水は、透過水に含まれる遊離塩素の濃度が許容可能な濃度上限値を超えたとき、排水管３８０を通じて系外に排水することができる。

【0100】

以上の第３実施形態に係る逆浸透処理装置及び逆浸透処理方法によると、透過水返送管３６０が薬注部（Ｉ，ＩＩ）を有するため、逆浸透膜モジュールバンクに返送される透過水に、塩素系殺菌剤や塩素系殺菌剤の前駆物質を薬注することができる。透過水は、原水や濃縮水よりも臭化物イオン濃度やヨウ化物イオン濃度が低いため、原水のＴＤＳが高い場合であっても、薬注時にブロモアミン等の強酸化剤が生成し難くなる。そのため、ブロモアミン等の強酸化剤による逆浸透膜の劣化を避けつつ、逆浸透膜モジュールや配管の殺菌・洗浄を継続することができる。よって、逆浸透膜を大きく劣化させることなく逆浸透膜のファウリングを抑制して、ＴＤＳが高い被処理水を安定的に逆浸透処理することができる逆浸透処理を提供することができる。

【0101】

また、以上の第３実施形態に係る逆浸透処理装置及び逆浸透処理方法によると、臭化物イオン濃度やヨウ化物イオン濃度が低い配管内で、塩素系殺菌剤を生成させることができるため、低濃度の薬剤を用意するために大型の保管用設備を設けたり、低濃度の薬剤で長い薬洗時間をかけたりする必要をなくすることができる。透過水返送管３６０を設けると、処理時間あたりの造水量は低下するものの、逆浸透膜の劣化を抑制して、適切な運転圧力や膜性能を維持することができるため、稼働効率の向上によって総造水量を増やすことができる。

【0102】

以上、本発明について説明したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、本発明は、必ずしも前記の実施形態が備える全ての構成を備えるものに限定されない。或る実施形態の構成の一部を他の構成に置き換えたり、或る実施形態の構成の一部を他の形態に追加したり、或る実施形態の構成の一部を省略したりすることができる。

【0103】

例えば、前記の逆浸透処理装置１，２，３において、逆浸透膜モジュールの具体例として、図２及び図３に示す形態が挙げられているが、逆浸透処理装置が備える逆浸透膜は、例えば、スパイラル型、チューブラ型、中空糸型等の適宜のモジュールとして備えることができる。薬注装置としては、薬注槽、薬注ポンプ等に加え、ｐＨ調整機構、ｐＨセンサ等の機器を備える適宜の装置を用いることができる。

【0104】

また、前記の逆浸透処理装置１，２，３において、第２濃縮水返送管２４０、第２透過水返送管２６０、透過水返送管３６０は、供給ポンプ（Ｐ１，Ｐ３）と高圧ポンプ（Ｐ２，Ｐ４）との間の区間に接続されているが、供給ポンプ（Ｐ１，Ｐ３）よりも上流に接続してもよい。或いは、供給ポンプ（Ｐ１，Ｐ３）よりも上流で分岐して下流で再び合流する迂回路、例えば、エネルギ回収装置が設置される迂回配管等に接続してもよい。エネルギ回収装置としては、濃縮水の圧力・流速をエネルギとして回収して、エネルギ交換により被処理水を加圧する装置等が設置されることがある。

【0105】

また、前記の逆浸透処理装置１において、第２濃縮水返送管２４０は、第２逆浸透膜モジュールバンク２０で分離された第２濃縮水の全部を原水配管１１０に返送しているが、第２濃縮水返送管２４０は、第２濃縮水の少なくとも一部を返送するように、濃縮水配管に接続されてもよい。また、前記の逆浸透処理装置１，２において、第１透過水配管１２０には、第１パスの供給側と同様に、供給ポンプ、高圧ポンプ、中間槽等が設置されてもよい。

【0106】

また、図１、図４及び図５において、薬注部（Ｉ，ＩＩ）、止水弁Ｖ１、配水弁Ｖ２は、配管上の所定位置に設けられているが、これらは、配管上の任意の位置に設けることができる。ラインミキサ５０、水質センサ６０、排水管２８０，３８０、止水弁Ｖ１、配水弁Ｖ２は、それぞれ、設置を省略してもよい。ラインミキサ５０に代えて、乱流を生じる阻流板等を適宜設けた配管や、混合・反応のための水槽を設置してもよい。

【符号の説明】

【0107】

１ 逆浸透処理装置
２ 逆浸透処理装置
３ 逆浸透処理装置
５ 圧力容器
５ａ 導入ポート
５ｂ 導出ポート
６ 逆浸透膜エレメント
６ａ 膜積層体
７ 逆浸透膜
８ 集水配管
８ａ 透孔
９ スペーサ
１０ 第１逆浸透膜モジュールバンク
１１ 薬剤槽
１２ 薬注ポンプ
２０ 第２逆浸透膜モジュールバンク
２１ 薬剤槽
２２ 薬注ポンプ
３０ 逆浸透膜モジュールバンク
５０ ラインミキサ
６０ 水質センサ
１１０ 原水配管
１２０ 第１透過水配管
１３０ 第１濃縮水配管
２２０ 第２透過水配管
２３０ 第２濃縮水配管
２４０ 第２濃縮水返送管
２６０ 第２透過水返送管
２８０ 排水管
３１０ 原水配管
３２０ 透過水配管
３３０ 濃縮水配管
３６０ 透過水返送管
３８０ 排水管
Ｐ１ 供給ポンプ
Ｐ２ 高圧ポンプ
Ｐ３ 供給ポンプ
Ｐ４ 高圧ポンプ
Ｖ１ 止水弁
Ｖ２ 配水弁
Ｉ 薬注部
ＩＩ 薬注部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】